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多体腔库系统中量子纠缠、非局域性和几何量子失谐的动力学演化特性

王利涛  
【摘要】:量子信息是一门把量子系统作为信息的载体来处理信息的交叉学科。量子信息处理可以完成经典信息处理不能完成的任务,这种优势来源于量子资源的特殊性质。一直以来,人们都认为量子纠缠是量子加速计算的唯一因素。直到DQC1(deterministic quantum computation with one qubit)计算模型的提出,人们发现系统中没有量子纠缠也可以实现量子加速,这一特性与系统中非纠缠的量子关联有着紧密联系。近年来,量子关联作为量子系统中的一个典型的物理特征,逐渐引起了人们广泛地关注。本论文主要研究了多体腔库系统中最大纠缠混合态的纠缠和非局域性性质,以及多体系统中两种几何量子失谐的描述和动力学演化。论文第一章介绍了量子信息处理相关的基本概念,包括:量子纠缠协并度,几何量子失谐,测量引起的非局域性等。第二章首先分析了最大纠缠混合态的概念和耗散腔库系统的演化,然后研究了最大纠缠混合态的测量引起的非局域性。进一步,我们对比研究了耗散信道下量子纠缠和非局域性的动力学演化,发现随着时间的演化非局域性是渐进衰减的而纠缠却存在突然死亡现象。第三章我们证明了几何量子失谐(GQD-1和GQD-2)的几个重要性质,并研究了在多体腔库系统中量子失谐经过双边耗散信道后的演化特性。我们发现演化过程中GQD-1是渐近衰减的,而GQD-2却存在多种类型的突然转变现象。进一步,我们考察了GQD-1的单配性问题,得到GQD-1本身不具有单配性,而GQD-1的平方可能存在关联的单配性。论文的最后一部分是研究工作的总结与展望。


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