REW态的纠缠

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量子纠缠作为物理资源在量子信息与量子计算中起着很重要的作用.因此在理论研究和实际应用中量子纠缠的刻画、探测、分类以及定量化研究是非常有意义的工作.由于多体量子纠缠非常复杂,有许多问题需要深入研究,特别是多体纠缠的定量化研究.本文主要研究一类重要的多体量子态REW态,计算REW态的纠缠度—k-MEconcurrence,刻画它的纠缠并对它的k-不可分性进行了研究.  第一章,给出了本文主要用到的基本知识.  第二章,计算了一些n量子比特实等权纯态REW态的纠缠度—k-ME concurrence.令M是REW态中负号的个数.  M=1时,REW态|Ψf1)是真正的多体纠缠态,其k-ME concurrence为Ck-ME(|Ψf1>)=minA√Σki=1(2n+1-2n-ti-2ti)/22n-4k其中A是对n个量子比特的k-划分.特别地,C2-ME(|Ψf1>)=√2n+2-8/22n-1,C(n-1)-ME(|Ψf1>)=√(2n-1)2n+1-8n-8/(n-1)22n-1,Cn-ME(|Ψf1>)=√2n+2-8/22n-1.  M=2时,分多种情况对REW态|Ψf2>进行讨论.  当k=2,n-1,n时,若系数为-1的两个n-qubit计算基中只有一个量子位态不同,则C2-ME(|Ψf2>)=0,即态|Ψf2>是两体可分的.C(n-1)-ME(|Ψf2>)=√(2n-3)2n+2-32n/(n-1)22n-1,(n>3),Cn-ME(|Ψf2>)=√2-1/n·2n+3-32/22n-1,(n>2)若系数为-1的两个n-qubit计算基中至少有两个量子位态不同,则C2-ME(|Ψf2>)=C(n-1)-ME(|Ψf2>)=Cn-ME(|Ψf2>)√2n+3-32/22n-1,(n>3).  当k≠2,n-1,n时有Ck-ME(|Ψf2>)=minA{gA(1)(k),gA(2)(k)},其中A(1),A(2)是A的不交子集,A(1)∪ A(2)=A,A是对n个量子比特的k-划分.  M=s(3≤s≤2n-1,s∈Z+)时,REW态的n-ME concurrence是,Cn-ME(|Ψfs>)=√4s·2n-8s2/22n-1,当s=2n-1时,Cn-ME(|Ψfs>)=0,此时态|Ψfs>是n-可分的,即完全可分;当3≤s<2n-1时,Cn-ME(|Ψfs>)>0,此时态|Ψfs>是n-不可分的,即存在纠缠.
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