非马尔科夫环境中海森堡XYZ自旋链的隐形传态

利用量子隐形传态方案研究两比特各向异性海森堡XYZ模型隐形传态保真度随时间的演化过程.以最大纠缠态| ψ _(AB) 〉= 1 /√2 (|11〉+|00〉)作为信道,通过量子态扩散方法求解非马尔科夫主方程,从而获得系统的约化密度矩阵;再通过标准的隐形传态方案计算海森堡XYZ自旋链的平均保真度.经过研究发现:当环境关联系数γ较小时,平均保真度明显地呈现出上升的趋势,这表明非马尔科夫环境能够增加平均保真度;同时较大的自旋耦合系数J和余弦磁场强度B也能够增加平均保真度.

非马尔科夫环境对海森堡XXZ自旋链模型中量子隐形传态的影响

运用量子态扩散(QSD)理论研究了两比特海森堡XXZ自旋链模型与零温玻色库强耦合时量子隐形传态平均保真度的动力学演化特性,分析和讨论了不同量子信道下环境噪声关联系数γ、两比特间耦合常数Jxy和Jz、Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用以及外加磁场等参数对量子隐形传态的影响。研究结果表明:非马尔科夫环境的记忆效应可以有效地提高平均保真度。当量子信道为最大纠缠态时,增大耦合常数Jxy、DM相互作用或外加磁场可以获得最优平均保真度。然而改变量子信道时,比特间耦合常数Jxy和Jz对平均保真度的影响恰恰相反,说明比特间耦合常数对不同量子信道下平均保真度的影响不同。

非马尔科夫环境中海森堡XXZ自旋链的量子相干演化特性

运用非微扰形式的非马尔科夫量子态扩散方法,得到了强耦合到非马尔科夫费米库的海森堡XXZ自旋链的精确主方程,并利用该主方程研究了环境非马尔科夫性、不同方向的耦合强度对海森堡自旋链量子相干的影响。研究结果表明:环境非马尔科夫性会改变量子相干的恢复度以及弛豫时间,不同方向自旋链的耦合强度也会影响量子相干强度。

不同外加磁场中Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony相互作用对量子失协非马尔科夫演化的影响

自从Moriya和Kaplan在自旋轨道耦合的单带哈伯德模型中发现了对称的螺旋交换作用,Shekhtman,Entin和Aharony等用这种不可忽略的对称螺旋交换作用成功地解释了La_(2)CuO_(4)的弱铁磁性.本文应用非马尔科夫量子态扩散方法研究了具有Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony相互作用和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的自旋链系统中量子失协的非马尔科夫动力学演化问题,分析了Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony相互作用在零温和有限温度下不同外加磁场时对量子失协的影响.结果表明,在没有磁场或仅有均匀磁场的情况下,系统中的量子失协可以通过增加Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony相互作用而增加,而在非均匀磁场中则相反.更重要的是,通过调节均匀磁场和Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony相互作用可以得到理想的失协状态.此外,还分别讨论了Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony相互作用在马尔科夫环境和有限温度下对量子失协的影响.

非马尔科夫环境中海森堡自旋链的纠缠动力学

利用Diosi、Gisin提出的非马尔科夫量子态扩散方法,精确地模拟了在余弦磁场与Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用时,处于非马尔科夫环境中的两比特各向异性海森堡XYZ模型纠缠动力学的演化过程。采用最大纠缠态1φ>=1/√2(100>+111>)作为系统所处的初始态,详细地讨论了不同的环境关联系数γ、两比特间的自旋耦合系数J和J;、余弦磁场强度B和DM相互作用D;等参数在海森堡系统纠缠动力学演化中的作用。研究发现非马尔科夫特性能显著地增加系统的纠缠特性,较大的自旋耦合系数J与磁场强度B以及较小的耦合系数J;、XY面上的各向异性参数β与DM相互作用D;能显著地增加系统的纠缠特性。通过合理地调控这些参数,能够使系统保持长时间的纠缠状态,从而提高了量子计算器的计算能力与量子通讯的质量。

非马尔科夫环境中各向异性海森堡自旋链的几何量子失协

本文主要在非马尔科夫环境中,在时变磁场和Dzyaloshinski—Moriya相互作用下,以最大纠缠态|ψAB〉=1/√2(11〉+00〉)作为信道,研究了具有各种参数的两比特海森堡XYZ模型的几何量子失协.通过在非马尔科夫环境中的量子态扩散方法模拟了系统的几何量子失协随时间的演化关系.根据数值模拟结果显示:环境关联系数γ、自旋耦合系数J和J_(z)、余弦磁场强度B、以及自旋—轨道相互作用都能影响系统几何量子失协的性质.当环境关联系数γ较小时,几何量子失协呈现出明显的上升趋势,可见非马尔科夫环境对系统的几何量子失协表现出积极的作用.同时较大的自旋耦合系数J和余弦磁场强度B对系统的几何量子失协也有积极的影响.

X方向KSEA相互作用对几何量子失协的影响

基于非马尔科夫量子态扩散(NMQSD)方法研究含有X方向Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony(KSEA)相互作用的系统中混合非马尔科夫/马尔科夫环境、单一非马尔科夫/马尔科夫环境下几何量子失协的动力学演化。结果表明:含有X方向KSEA相互作用的系统中混合非马尔科夫环境下几何量子失协的提高比单一非马尔科夫环境更高;处在同一纠缠态和不同强度的X方向KSEA相互作用时,系统的几何量子失协在混合非马尔科夫环境中获得更好的恢复;马尔科夫环境下单一库的情况比混合的情况要好。

基于自旋压缩模型的量子态传输

自旋压缩模型由于在纠缠探测及测量精度提高等方面的重要应用吸引了众多关注。量子信息学中量子态的传输是个现实问题。在一个开放自旋压缩模型中如何实现高保真的量子态传输是本文讨论的主题。本文探讨基于开放自旋压缩模型进行量子态传输时保真度随时间的演化动力学,并由此寻求提高量子态传输保真度的有效途径。除了讨论自旋压缩效应、环境记忆效应及磁场等对量子态传输的影响外,还对耗散模型、自旋-玻色子模型及退相位模型等3种不同的系统-环境耦合模型中的保真度进行了对比。结果表明,通过构造非马尔可夫性环境、调控自旋压缩效应和外加磁场等均可以有效提高量子态传输的保真度,并发现在3种不同的耦合模型中,退相位模型的量子态传输保真度受到的抑制效应最弱。

非马尔可夫环境下Dzyaloshinskii-Moriya相互作用和非均匀磁场对自旋系统的纠缠影响

应用非马尔可夫量子态扩散方法探究了环境记忆效应、Dzyaloshinskii-Moriya相互作用及磁场均匀程度对海森堡XXZ自旋链的量子纠缠的影响。研究发现:环境记忆效应取值越小,环境记忆时间越长,环境的非马尔可夫性越强,量子纠缠存活的时间越长。另外还发现可以通过调控Dzyaloshinskii-Moriya相互作用和磁场的均匀程度来操控系统的量子纠缠,使系统保持较好的纠缠特性。

两比特海森堡自旋链体系中几何量子失协在非马尔可夫环境下的演化

利用量子态扩散方法,研究了在非马尔可夫环境下海森堡XXZ自旋模型中几何量子失协(GQD)的演化特性。分析了环境关联参数γ、xy平面上的耦合常数J_(xy)、z方向上的耦合常数J_(z)、外加磁场B以及DzyaloshinskiiMoriya(DM)相互作用对GQD动力学演化特性的影响。结果表明:γ越短,即环境的非马尔可夫效应越明显,越有利于有效提高系统的GQD;选取的初始态不同,J_(xy)和J_(z)对GQD起到的作用也不同;在非马尔可夫环境下,适当地增大B可提高GQD,而DM相互作用的引入会导致GQD衰减振荡。值得一提的是:可以从无纠缠初态系统有效地诱导出GQD。

混杂非马尔可夫库对海森伯XYZ自旋链模型的量子纠缠与量子稠密编码的影响

由于构成一个开放量子系统周围环境的热库里总是同时含有玻色子和费米子,用混杂库而不是单一的玻色库或费米库来描述系统的热库是比较符合实际的。利用非马尔可夫量子态扩散方法,研究了同时耦合于非马尔可夫玻色库与费米库的海森伯XYZ自旋链模型的量子纠缠和量子稠密编码信道容量的动力学演化特性,并与单一非马尔可夫库中的情况进行比较。数值模拟结果显示,与单一非马尔可夫库相比,与一个混杂非马尔可夫库耦合的海森伯自旋链模型显示出更高的纠缠度、更优的量子稠密编码以及更长的弛豫时间。这说明在提高量子纠缠、优化量子稠密编码方面,混杂非马尔可夫库比单一非马尔可夫库更有优势。

海森堡自旋链的几何量子失协

本文采用Diosi、Gisin提出的非马尔科夫量子态扩散方法,系统地研究了处于非马尔科夫环境中海森堡自旋链模型的几何量子失协.首先通过非马尔科夫量子态扩散主方程计算出系统的约化密度矩阵.然后将约化密度矩阵带入量子失协公式中,从而实现了在数值上精确地模拟海森堡自旋链的几何量子失协.最后以最大纠缠态|ψAB〉=1/√2(|11〉+|00〉)作为系统的初始态,详细地讨论了系统中各种参数在海森堡自旋链几何量子失协中的作用.根据数值模拟结果显示:环境关联系数γ、参数J、参数α和参数η能从不同的程度上影响量子系统几何量子失协动力学的演化过程.当环境关联系数γ较小时,几何量子失协呈现出明显的上升趋势.表明非马尔科夫环境对系统的几何量子失协具有积极的作用.同时较大的参数J、参数α和参数η对系统的几何量子失协也有积极的作用.本文的研究对于增加系统的几何量子失协具有一定的作用和意义,为实验研究者在实际中提高几何量子失协提供了理论依据.

非马尔科夫环境中各向异性海森堡自旋链的量子失协

利用量子失协方法研究在非马尔科夫环境中具有时变磁场的两比特各向异性海森堡XYZ模型量子失协的动力学演化。海森堡XYZ系统的初始态为最大纠缠态丨ψ_(AB)〉=(1/√2)(|11>+|00>),利用非马尔科夫量子态扩散方法解析求解非马尔科夫主方程,得出系统的约化密度矩阵;然后代入量子失协公式得出系统量子失协的演化动力学。讨论自旋耦合强度、环境关联系数γ和余弦磁场强度B对量子失协动力学的影响。研究发现:当环境关联系数γ较小时,系统的量子失协明显呈现上升趋势,因此可以表明非马尔科夫环境具有增加系统量子失协的作用。同时较大的自旋耦合系数J和J;以及余弦磁场强度B也具有增加系统量子失协的作用。