两量子比特与各自独立宏观介质相互作用的量子关联动力学

来源 :湖南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jiaoranbuzi
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量子关联作为一种非局域的关联是量子力学区别于经典力学的重要特征之一。量子纠缠和量子失协是两种不同的量子关联的度量方法。它们都可以作为一种重要的物理资源,被应用于量子计算和量子信息领域,实现量子对经典的超越。量子系统不可避免地与环境发生相互作用,而在不同的噪声环境中量子纠缠和量子失协随时间演化也不同,于是研究量子纠缠和量子失协在环境存在下的动力学过程对我们更好地理解和应用它们有非常重要的意义。  本文研究的是两量子比特系统分别与各自的宏观介质相互作用系统的量子关联的动力学,其中的量子比特是1/2自旋粒子的自旋,每个宏观介质是由无限多个位置固定的自旋粒子构成的一维有限长阵列长度相同,且初始时刻自旋全部向下。此模型是CH模型的推广并可精确求解。宏观介质与粒子交换能量从而诱导了自旋的退相干。我们发现:1、两量子比特同时通过各自宏观介质的情况下:若两量子比特自旋初态为Bell态时,量子纠缠和量子失协都随时间衰减且量子失协比量子纠缠衰减得更快;若两量子比特自旋初态为Bell混合态时,量子纠缠随时间衰减随后出现突然死亡,而量子失协先保持初始值不变,然后再随时间衰减。2、两量子比特不同时通过各自宏观介质的情况下:若两量子比特自旋初态为Bell态时,当其中一个量子比特进入宏观介质,量子纠缠和量子失协开始随时间衰减,且量子失协比量子纠缠衰减得更快,当两量子比特都进入宏观介质,量子纠缠和量子失协随时间衰减得更快;若两量子比特自旋初态为Bell混合态时,当其中一个量子比特进入宏观介质,量子纠缠开始随时间衰减,而量子失协先保持初始值不变然后随时间衰减,当两量子比特都进入宏观介质,量子纠缠和量子失协都随时间衰减得更快但量子纠缠随后出现突然死亡。
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