用两自旋耦合系统研究热量子关联

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对一个复合体系的量子关联进行表征和量化在量子信息理论中是十分重要的。量子纠缠和量子失协是两种不同类型的非经典关联,它们被认为是量子信息处理的宝贵资源。以往的量子失协研究大多集中在两比特量子系统,这是由于高维态下的量子失协所包含的最小化十分复杂。在这篇论文里,我们研究两自旋-1/2和-1耦合系统的热量子关联特性,其中量子关联用三种改进的几何失协来描述,还计算了广义负性。  我们用分析和数值方法计算三种几何失协,研究表明,在两自旋-1/2和-1耦合系统中,三种几何失协对抗温度和磁场都比广义负性更强大,但是在低温和弱磁场下这四个量表现出相同的变化趋势。我们对这两个系统的三种几何失协也进行了比较,在弱耦合和弱磁场强度下,三种归一化几何失协在高温区域均满足D1>D3>D2。但是值得注意的是,就两自旋-1/2耦合系统,有限温度下,其中两种改进的2-范数几何失协在不同的磁场强度处出现了突然变化的现象,而改进的1-范数几何失协和广义负性并没有出现类似突变现象。而就两自旋-1耦合系统而言,其中三种几何失协在不同的磁场强度处均发生了双突然变化,且它们发生突变的相关磁场位置强烈依赖于温度的选择。这也说明几何失协的突变行为不仅与失协度量的选择有关,还依赖于系统的参数。相应的研究结果已公开发表[Acta Phys.Sin.65(2016)220301; Int.J.Quantum Inform.14(2016)1650016]。  总之,我们研究了两种自旋模型的热量子关联。我们可以通过不同的耦合参数、温度及磁场强度来调节量子失协和量子纠缠,这有利于我们理解高维态的量子关联。
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