量子糾纏與關聯的動力學理論研究

《量子糾纏與關聯的動力學理論研究》是依託安徽工業大學，由馬小三擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：量子糾纏與關聯的動力學理論研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：馬小三
• 依託單位：安徽工業大學

項目摘要

量子退相干是實現量子信息處理的重要困難。在量子退相干影響下，量子糾纏和關聯會在量子信息處理過程中隨時間發生變化，即量子糾纏與關聯動力學。量子糾纏與關聯動力學的研究有助於理解和把握量子糾纏與關聯的動力學特性，從而為成功實現量子信息處理提供理論依據和支持。. 本項目將從理論上研究量子退相干對量子糾纏與關聯的影響。具體如下：（1）研究在退相干過程中系統-環境初始態關聯、環境初始態參數和系統-環境非均勻耦合對系統量子糾纏與關聯的影響，探索在相對論情形下量子糾纏與關聯的動力學特性；（2）研究多體量子糾纏與關聯在退相干環境中的動力學問題以及其與多體量子非局域性動力學之間可能的關係。這些研究將為深入理解量子糾纏與關聯的動力學特性，並為量子糾纏的調節和控制提供一定的理論基礎。

結題摘要

本項目主要就量子糾纏與關聯動力學動力學、自由電子氣中電子自旋間的量子糾纏與關聯特性、固態自旋鏈中自旋間的量子糾纏和關聯特性三方面進行了研究。 一、 針對量子糾纏和關聯的動力學問題，作了一下工作:（1）環境在量子系統糾纏和關聯的建設作用。通過分析發現，系統地量子比特和同一個環境發生作用，由於環境和系統的相互作用使得原本沒有直接相互作用的系統量子比特間建立了量子糾纏和關聯。建立起的量子糾纏和關聯對系統的量子初始態、系統的量子比特數目具有重要的依賴關係。（2）研究了隨機退相干對量子糾纏和關聯的影響，發現量子失諧和量子糾纏在隨機退相干的影響下行為不同。量子失諧的魯棒性由於量子糾纏。(3)分析了臨界環境對系統量子糾纏的影響。結果表明臨界環境的量子相變在弱耦合條件下具有加劇量子糾纏衰減的作用，同時討論了環境的自由度數目、耦合強度對量子糾纏的影響。上述工作為深入認識量子糾纏與關聯的動力學提供了一定的理論支持和依據。 二、 針對自由電子氣中電子自旋間的量子糾纏和關聯進行了分析和研究。（1）分析了自由電子氣中兩量子自旋間的量子失諧和量子糾纏，發現量子糾纏和量子關聯依賴自由電子氣的溫度和自旋間的相對距離。結果表明量子失諧對溫度和相對距離的魯棒性優於量子糾纏。（2）自由電子氣中的多體量子糾纏和關聯。研究發現多體量子糾纏對溫度、自旋間的相對距離間的依賴更為複雜，並分析了一般意義上任意自旋間的兩方量子糾纏。 三、 固態自旋鏈中的量子糾纏和量子關聯。不同於通常的分析，我們重點針對自旋星系統的量子糾纏和關聯進行了分析。所謂的自旋星系統是指周圍的自旋同時和中心自旋作用，而周圍的自旋間沒有相互作用。這種模型具有很好的特點。這些沒有直接相互作用但同時和中心自旋具有相互作用的量子自旋能夠建立量子糾纏和關聯。(1)討論了磁場強度、相互作用耦合強度以及系統量子比特數目對兩量子自旋間量子失諧和量子糾纏的影響。（2）研究了DM相互作用對多體量子糾纏的影響，發現DM相互作用具有增強量子糾纏的作用，並討論了非均勻耦合係數以及磁場對多體量子糾纏的影響。 研究成果： 研究對進一步理解和認識量子糾纏與關聯的動力學特性、自由電子中自旋間的量子糾纏和關聯、固態自旋鏈中的量子糾纏和關聯特性提供了一定的理論支持和依據。發表論文20篇，培養研究生4名，圓滿完成了預定的研究目標。