量子態(tài)在海森堡自旋鏈中的傳輸.pdf

1、量子通信是量子物理和信息科學(xué)研究的熱點，與之密切相關(guān)的量子糾纏效應(yīng)是通信過程中不可缺少的資源，固體自旋系統(tǒng)中的海森堡自旋鏈?zhǔn)菍崿F(xiàn)量子糾纏的重要載體，以海森堡自旋鏈作為量子信道受到了物理學(xué)家們的廣泛關(guān)注。本文研究了海森堡XXZ自旋鏈中有限溫度下的糾纏特性，以及量子態(tài)在海森堡自旋鏈中傳輸，主要內(nèi)容包括以下兩個部分：
　　研究了有限溫度下，不同海森堡自旋中的糾纏行為。首先采用負值度作為度量方法，計算了處于不均勻磁場中自旋為1/2的各向異

2、性海森堡鏈兩格點的糾纏，發(fā)現(xiàn)了自旋-軌道相互作用以及不均勻磁場保持不變，系統(tǒng)中負值度隨各向異性參數(shù)增大到最大值，然后保持不變，表明兩粒子之間的糾纏處于穩(wěn)定。研究了處于均勻磁場中自旋為1以及混合自旋(1/2,1)正方形四格點和正六邊形六格點的海森堡XXZ自旋系統(tǒng)的負值度，分析了負值度與各向異性參數(shù)以及外磁場的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)自旋為1的四格點自旋鏈中，在各向異性參數(shù)保持不變時，近鄰兩粒子之間的負值度，隨外磁場變化曲線呈現(xiàn)了平臺形狀，表明系統(tǒng)中存在

3、著躍變磁場。發(fā)現(xiàn)在混合自旋系統(tǒng)中，在外磁場保持不變時，四格點和六格點海森堡鏈中粒子1和2之間的負值度隨各向異性參數(shù)變化，在各向異性參數(shù)為1時出現(xiàn)一個極小值點，表明在該處基態(tài)發(fā)生了改變。同時在各向異性參數(shù)保持不變時，負值度隨外磁場的變化曲線為平臺形狀，不同各向異性參數(shù)取值，出現(xiàn)的平臺的個數(shù)不同。
　　研究了量子態(tài)在處于不均勻外磁場自旋1/2海森堡XXZ自旋鏈中的傳輸。首先在有限溫度下，采用共生糾纏度的概念計算了最大糾纏態(tài)在自旋鏈中傳

4、輸后系統(tǒng)中的糾纏度，發(fā)現(xiàn)在無磁場，系統(tǒng)為各向同性時，共生糾纏會為1，表明在該種情形下傳輸后的量子態(tài)和初始態(tài)相同。利用平均保真度FA的概念，計算了量子態(tài)在自旋鏈中傳輸?shù)谋Ｕ娑扰c系統(tǒng)中各X、Y方向的耦合常數(shù)J、Z方向的耦合常數(shù)Jz、自旋-軌道相互作用Dz以及不均勻磁場B，b的關(guān)系。發(fā)現(xiàn)在J=2，B=0，Jz=1時，F(xiàn)A關(guān)于Dz=0和b=0對稱，且值均大于2/3。同樣分析了在Jz=1，B=0，Dz=1時，平均保真度隨J和b的變化，發(fā)現(xiàn)平均保真