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小分子振动态的动力学纠缠特性的研究

张金利  
【摘要】:量了纠缠在量子信息科学领域中,一直扮演着极其重要的角色。它作为量女系统独有的物理特性,不仅能检验量子力学的基本问题,而且是量子计算与量子信息处理过程中极为重要的资源。至今,人们已从各个方面对量子纠缠进行了大量深入的研究,包括纠缠态的度量与操纵,各种物理系统中纠缠的产生及其应用等。当前量子纠缠的研究已经拓展至连续变量范畴。连续变量型纠缠态一般与相干态或压缩态有关,已广泛应用于量子密集编码、量子隐形传态和量子保密通信等。近几年基于分子振动态实现量子计算的研究受到人们极大的关注。对于分子系统,非线性相互作用一般体现在分子的振动态或振转态,这些态可用来编码量子信息进而可用于执行量子信息过程。 本文研究了初态为双模压缩真空态时可积二聚体和对称小分子振动态的动力学纠缠特性,其中采用约化密度线性熵来度量这两个系统的纠缠度。结果表明,对于可积二聚体系统,在弱耦合强度(c=0.2,1)和小压缩参量(r=0.2)时有较好的周期性。然而,当压缩参量较大时,这种周期性减弱并消失,而出现了类似经典的拍现象。对于真实小分子系统,压缩参量较小(r=0.2)时熵的振荡是准周期的,随着r的增加,在C2D2和SO2分子中可以明显观察到经典的拍现象,这表明这两个分子的两个振动模间存在着强耦合作用,它们的振动是简正模振动。 本文也研究了初态为双模压缩真空态和双模SU(1,1)相干态时小分子振动态熵的动力学纠缠和关联。研究表明,当压缩参量较小时,初态为双模SU(1,1)相干态时线性熵的最大值和变化率比初态为双模压缩真空态时大,而对于较大的压缩参量,情况刚好相反。在这两种初态下,随着压缩参量的增加,线性熵的最大值随之增大并且熵变化的振荡由较好的准周期变成无规则状态。进一步研究表明,线性熵和negativity之间的正关联与反关联依赖十初态的选取和分子的选择。对于小压缩参量,正关联是主要的,这表明这两个纠缠的度量在编码量子信息和实施量子过程中所起的作用类似。 本文的结果对基于振动态的分子量子计算和量子信息处理研究有一定的帮助。


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