《多量子比特系統中糾纏描述的研究》是依託河北師範大學，由白彥魁擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多量子比特系統中糾纏描述的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：白彥魁
- 依託單位：河北師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子糾纏作為一種基本的物理資源已經廣泛地套用到量子信息處理的眾多研究領域。量子信息科學發展的趨勢是量子通信的網路化和量子計算的規模化，從而需要對多體系統的糾纏性質有深刻的理解和掌握。本項目探討多量子比特系統中糾纏描述的理論問題，主要研究以下三個方面的內容：（1）探討多量子比特系統中量子關聯與量子糾纏的關係，分析多體糾纏態的糾纏結構和糾纏度量；（2）研究在典型噪聲環境中多量子比特系統的糾纏演化行為,考慮環境自由度下分析大複合系統中糾纏分布和糾纏轉化規律；（3）研究多量子比特糾纏態的內稟特性，探討在局域操作和經典通信條件下易於操作並參數有效的糾纏探測方案。本課題的研究對量子信息科學的發展有重要的學術意義和實際套用，研究成果不僅可以加深人們對量子力學本身的理解，也為將來量子通信和量子計算的具體實現提供必要的理論和實驗依據。
結題摘要
量子糾纏作為一種重要的物理資源已經廣泛地套用到量子信息處理中的眾多研究領域。本項目探討多量子比特系統中糾纏描述的理論問題，主要研究了以下幾個方面的內容。（1）多量子比特系統中的糾纏分布和糾纏演化。我們分析了2N個量子比特純態系統中的糾纏特性，給出了一組具有等級結構的糾纏分布不等式，提出了非零的兩個量子比特剩餘關聯可以作為探測系統中真正多體糾纏的指示子。作為套用，我們分析了兩個腔光子在獨立耗散環境下的糾纏演化行為。（2）兩體多能級系統中的量子糾纏與非局域性。我們研究了系綜中量子糾纏與非局域性質之間的內在聯繫，定義了一個具有操作意義的非局域性度量。對於兩體互動正交的量子態構成的系綜，我們給出了這個度量的上限和下限。特別地，對於d乘d維的純態構成的系綜，給出了解析表達式。（3）多體腔庫系統中的糾纏結構及其動力學調控。兩個糾纏腔光子在局域耗散庫下的動力學演化過程中，整個複合系統可以等效為四個量子比特。我們研究了體系中的多體糾纏性質，指出其表現為qubit-block和block-block形式。進一步，我們分析了局域么正操作對複合系統中兩體和多體糾纏的調製作用並給出了有效調控參量。此外，我們還研究了自旋鏈系統中DM相互作用對量子糾纏和量子信息處理的影響，對稱性和尺寸效應對垂直耦合量子點系統中激子糾纏的影響，多體系統中真正多體量子關聯的度量和探測問題，以及量子測量與推廣的路徑積分之間的關係。本課題的研究成果不僅可以加深人們對多體糾纏特性的理解，也為將來量子信息處理的具體實現提供了必要的理論和實驗依據。
