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近年来,由于量子信息是量子物理与信息技术相结合而产生的、影响十分深远且具有广泛和重要应用前景的领域,所以量子信息论吸引了人们的高度关注。量子信息论中的重要资源之一是量子纠缠,量子纠缠作为一种非定域的关联,具有很多经典关联所不具备的奇特性质。建立在量子相干叠加性、量子纠缠等基础之上的量子算法的提出也大大提高了计算效率。在对量子关联进行了更深入的研究后,一种比量子纠缠更全面的量子失协引起了人们的极大兴趣。本文主要讨论非均匀周期性海森堡XY链的量子纠缠和量子失协。
首先,研究了各向同性海森堡XY链在非均匀磁场中的热纠缠以及纠缠的含时演化问题。主要利用共生纠缠度进行了理论计算,对粒子数较长的自旋链通过数值模拟进行了分析。如果外磁场很小,最近邻耦合系数很大,共生纠缠度就在0和1之间振荡。如果外磁场很大,最近邻耦合系数很小,共生纠缠度的最大值会变小,甚至会消失。同时,随着海森堡自旋链中自旋数目的增加,纠缠会减小。随着温度的升高,热纠缠会快速的下降。随着外磁场的增加,热纠缠也会下降。只有在系统的非均匀度增加的时候,热纠缠才会增加。
其次,研究了各向异性海森堡XY链在非均匀磁场中的量子纠缠及量子失协的问题。随着参数的变化,量子失协总是大于量子纠缠度,两者的差距随着温度和外磁场的增加而减小。各向异性系数的变化对两者的影响也是明显的,调节此系数可以发现,当量子纠缠为0的时候量子失协不一定为0,也就是说,量子纠缠消失时,量子关联依然存在。