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两体Quantum Discord及信道对其影响

任宝藏  
【摘要】: 伴随着量子力学、数学、信息学的飞速发展,出现了量子信息学这门交叉学科。在这门学科的发展过程中,量子力学的本质特性——量子纠缠起着非常重要的作用。因此,对量子纠缠有进一步的了解是量子信息学发展的一个重要方面。量子纠缠所表现的量子特性,以及与这种性质相关的量子系统间的量子关联是现在研究的热点。本文将对量子纠缠和量子关联的度量问题进行讨论。 在量子纠缠的度量中,只有两体纠缠比较清楚,即Wootters提出的适用于两体混合态和纯态的Concurrence。在本文的第一章中将对量子纠缠进行介绍,同时介绍Wootters对Concurrence的定义。 随着对量子关联的深入理解,又有人提出量子纠缠并不一定包含量子关联的全部信息,而另外一种度量——通过测量得到的Quantum Discord则完全包含了相互作用的量子系统之间的量子信息。本文在第二章中,会对Quantum Discord这种度量进行介绍。 到目前为止,Quantum Discord虽然只是针对两体问题进行讨论,但这种通过测量来定义量子关联的方法已经应用到诸如Grover搜索算法,量子相变和单量子比特确定性量子计算等许多研究之中。 本文的重点就是讨论Quantum Discord这种量子关联度量的性质。在第三章中将选定一类两体态,对其Quantum Discord进行研究。对于所选取的纯态,其Quantum Discord与形成纠缠是相同的。而在第四章中,引入了Markovian环境下的信道,将第三章中所讨论的纯态变为混合态,讨论其Quantum Discord的变化。在第五章中,计算出前两章所讨论的态相应的Concurrence,并与Quantum Discord的变化进行对比,得到这类混合态Quantum Discord的特征,即Quantum Discord不存在突然消失的情况。


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