噪声影响下的密集编码和类W态与极性分子链的量子关联的研究

来源 :华东师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wcf2009
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量子纠缠在量子通信和量子计算中一直扮演着极其重要的角色。它作为量子系统独有的物理特性,不仅能检验量子力学的基本问题,而且是量子信息处理过程中的重要资源。目前,已发现量子纠缠并不是量子信息处理中唯一的非经典关联,另一种非经典关联如quantum discord也可作为量子信息过程的有效资源。本文研究了用两粒子类Bell态作为纠缠资源时,传输通道噪声和编码操作噪声对经典信息容量的影响。研究发现最大纠缠度不能总是得到经典信息容量的最佳值,在适当情况下,通过调节传输通道资源的参数可获得最大的经典信息容量值。而且,当Alice的编码操作遭受噪声环境影响时,存在一个临界旋转速度,一旦低于这个临界旋转速度,密集编码将不能获得优于经典通信的信息容量。此外,无限温环境对密集编码的影响不仅大于零温环境也大于退相位环境的影响。本文通过求解Lindblad形式的主方程也研究了三量子比特类w态|W>123=1/2(|100>123+|010>123+(?)|001>123)在遭受Markovian噪声影响下,配对粒子的quantum discord(QD)、经典关联和生成纠缠的量子动力学特征。根据数值分析,发现相位翻转噪声影响下的生成纠缠渐进地逼近零,而比特翻转噪声、各向同性噪声以及零温环境、无限温环境影响下的生成纠缠却遭受突然死亡。而且,全部噪声影响下的QD总是渐进地逼近零,因此,当类w态遭受上述Markovian噪声时,除了量子系统处于相位翻转噪声环境外,QD比生成纠缠更具抵制退相干的能力,这意味着在描述量子关联方面QD比量子纠缠更具实用性。另外,在相位翻转噪声下,经典关联表现出一个显著的特点,即经典关联发生突变后保持恒定不变,而相应的QD仅发生很小的突变。本文同时也从数值上验证了类w态中配对粒子的QD和生成纠缠之间存在的monogamy关系。本文最后也研究了三个极性分子直线链体系的配对QD、经典关联和concurrence的特征,研究表明,通过改变温度、跃迁频率与偶极耦合常数的比值,极性分子直线链体系的QD、经典关联和concurrence可以得到相应的调控。
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