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《湖南师范大学》 2006年
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由Andreev反射产生的定域性和非定域性准粒子对纠缠

周利玲  
【摘要】:量子计算和量子信息是当今一个倍受关注的问题.要实现量子计算和量子信息处理就必须能够有效地控制粒子对纠缠的产生和测量.在本文中,我们讨论了普通导体-超导体-普通导体(NSN)型结构中由Andreev反射产生的粒子纠缠.在该模型中能产生多种粒子对纠缠,并且其纠缠方向可以根据需要进行调节. 全文共分为三章.第一章简要介绍纠缠的意义和固体中纠缠的意义.概括性描述纠缠态的物理意义和表示方法,给出Bell不等式推导的主要过程和该不等式的作用,简述散射矩阵方法,最后概述超导体库柏对和超导体对电子的散射原理. 第二章叙述自己的工作,是全文的核心部分.在一个NSN型二维结构中加一偏压V使得其中一个普通导体的化学势比超导体费米能高eV(eVΔ).两普通导体的间距和超导相干长度相当,这样不但可以产生定域性Andreev反射,也会有非定域性Andreev反射发生.正是由于非定域性Andreev反射的存在,NSN型结构产生了多种纠缠,并出现了我们意料之外的一种纠缠.从而我们可以通过调节一般导体与超导体之间的势垒来改变纠缠的方向.另外通过计算发现散射态的协力纠缠度和Bell系数都只依赖于一般散射矩阵和Andreev散射矩阵的本征值,并且在电子遂穿极限下(T《1),最大Bell系数与协力纠缠度有一一对应关系.本章最后讨论了该工作的实验可行性. 第三章我们对本文的工作进行了总结和概括,并对这一研究领域的发展前景做了简要的展望.
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