论文部分内容阅读
量子信息科学是将量子物理应用于信息科学而形成的一门新兴交叉学科,主要包括量子计算和量子通信,其中量子通信是首先走向实用化的一个研究方向。在量子通信过程中通常伴有参与者之间的信息传输,然而要实现信息的传输合适的载体是必不可少的。自旋模型是固体系统的重要模型,它不但能很好地应用于量子态的转换,而且它本身也具有良好的可操控性和丰富的纠缠特性,因此自旋链被认为是实现量子信息传输的最佳载体。长期以来,以自旋链为载体的量子信息传输是量子信息领域中的一个研究热点。 本文基于弱测量和量子测量反转操作研究了两比特纠缠态在自旋链中的传输。内容主要包括以下两部分: 1.研究了弱测量及量子测量反转操作对一维XX自旋链中量子态(公式省略)传输的影响。结果表明:在不同的操作强度下,联合弱测量与量子测量反转操作方案对自旋链的退相干抑制表现出不同程度的积极和消极作用,而量子测量反转操作总是促进量子态的传输。进一步的研究表明,弱测量操作的确阻碍输入态在该自旋系统中传输,并且弱测量操作强度越大,阻碍作用越明显,这一点与前人研究中弱测量操作表现出来的积极作用相反。另外,在热力学极限下,量子测量反转操作对该自旋系统中量子态的传输仍有促进作用,并且对不同的操作强度相应的纠缠转移量及保真度最大值随格点m的分布曲线相互独立。 2.利用弱测量操作和量子测量反转操作设计了一个最佳纠缠转移方案,研究了量子态α|00>β|11>在含DM相互作用的平行自旋链中的传输。结果表明:我们的研究方案可以使得更多量子态在该自旋系统中传输,而且在该方案的作用下不论哪种输入态的传递都可以被概率性地改进。另外,在α较小时,会出现两种不同后操作,并且这两种不同的后操作对应的最佳纠缠转移量有相同的解析式,但是总的成功概率随时间演化规律相反。在热力学极限下,我们的方案对量子态的传输仍起促进作用。最后,我们还研究了DM相互作用对量子态传输的影响,发现DM相互作用可以提高奇数链中的纠缠转移量,但却使得此类链中纠缠转移量最大值随格点m呈对称性分布的特点消失,而在偶数链中DM相互作用对输入态传递的影响相反。在热力学极限下,DM相互作用对纠缠转移量最大值没有影响,不过它提高了纠缠转移的速率。