开放系统中非惯性系下的多体纠缠

论文摘要

量子信息理论的出现并不久,但是这门新兴的科学发展的非常迅速并且展示了一个很宽泛的应用前景。其中的量子纠缠是一个很受欢迎的研究领域。它作为一种主要的资源,在量子计算、量子传输,量子编码和密码学等等领域中扮演重要角色。对一个系统来说,环境总是难以避免的,因此在两体的情况下,已经有了不少与环境作用的研究,并发现了许多有意义的结果,例如纠缠的猝死现象和猝生现象。但是在现实中我们总是要处理多个子系统的情况,并且环境也是毫无疑问会被考虑的因素,所以在不同环境中多个子系统的量子纠缠研究的重要性是不言而喻的。另一方面,相对论框架下的量子信息也已成为一个当前热点问题。许多关于惯性和非惯性系观察者的研究向我们展示了安鲁效应会影响纠缠的程度。然而,许多这方面的工作都致力于两体并且只有一个加速观测者问题的研究。近来,非惯性系框架下的三体标量场和Dirac场中的纠缠问题被Mi-Ra Hwang et al和王接词提出。他们展示了三体纠缠随着加速度的增加而减少,但在无限大的加速度的情况下展示出的规律与两体纠缠不同,并不完全退化。本文则主要研究了两个子系统加速的情况下,费米子系统在振幅阻尼通道和退极化通道两种环境下的三体纠缠,并分别对GHZ和w态做了讨论。我们知道两体系统在振幅阻尼环境影响下纠缠猝死很容易发生,但是不论是GHZ态还是W态,在三体的情况下即使每一个子系统都与振幅阻尼环境相互作用我们依然看不到纠缠猝死的发生。我们还指出加速度和环境都能够破坏子系统之间的对称性,但是环境的影响远远大于加速度的影响。特别是,在退极化通道下,当退化参数p>0.75时我们还发现了一个纠缠的回升过程,并且加速度越大,这个回升过程越弱。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 Kraus算符和开放系统
• 1.1.1 Kraus算符
• 1.1.2 振幅阻尼环境
• 1.1.3 退极化环境
• 1.1.4 环境的实现
• 1.2 量子纠缠的概念、判据以及纠缠度
• 1.2.1 概念
• 1.2.2 判据
• 1.2.3 纠缠度
• 第二章 GHZ初始态时三体以及两体纠缠在环境作用下的变化
• 2.1 GHZ态的概念以及在非惯性系下的形式
• 2.2 GHZ态与振幅阻尼环境作用之后的结果
• 2.3 GHZ态与退极化阻尼环境作用之后的结果
• 第三章 W初始态时三体及两体纠缠在环境作用下的变化
• 3.1 W态的概念以及在非惯性系下的形式
• 3.2 W态与振幅阻尼环境作用之后的结果
• 3.3 W态与退极化阻尼环境作用之后的结果
• 第四章 总结与展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间完成的论文
• 致谢