噪聲環(huán)境下兩體糾纏的分發(fā)及操縱(編輯修改稿)
2025-06-12 03:01 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 (8)其中 (9)為測量得到的概率。為了分析方便，取若，的negativity為 (10)其中，. ，設(shè) (11)令 (12)可以證明參數(shù)值并不滿足(12)式。這說明時，不一定取極大值，其意味著初始糾纏度最高的量子態(tài)經(jīng)歷退相干信道后的剩余糾纏度并不一定是最高的。我們進一步繪出負熵與相關(guān)量的關(guān)系圖，如圖3所示。從圖中可得負熵取極大值時角度與退相干強度D應滿足的關(guān)系。圖3 負熵與、D之間的關(guān)系如果Charlie的測量結(jié)果為態(tài)，則Alice和Bob手中的兩個粒子將塌縮到如下量子態(tài) (13)其中 (14)為測量得到的概率。同樣，為了分析方便，取若，的negativity為 (15)，則為了得到的極大值，設(shè) (16)令 (17)圖4 負熵與、D之間的關(guān)系將代入式（17）左邊并不滿足等式右邊。這說明時，不一定取極大值，其意味著初始糾纏度最高的量子態(tài)經(jīng)歷退相干信道后的剩余糾纏度并不一定是最高的。我們同樣繪出這種情況下，負熵與相關(guān)量的變化關(guān)系，如圖4所示。圖3和圖4的變化趨勢大致相同，我們進一步作差可觀察到它們的關(guān)系，如圖5所示，其中。圖5 與、D之間的關(guān)系4 總結(jié)與展望量子信息和量子計算科學是量子力學與經(jīng)典信息科學相結(jié)合而產(chǎn)生的新興交叉學科領(lǐng)域，也是當前物理學前沿研究的熱點。量子糾纏是實現(xiàn)量子通信與量子計算的核心資源，也是該領(lǐng)域展示出巨大優(yōu)勢和應用前景的根本因素。由于環(huán)境影響，量子糾纏會降低。如何調(diào)控量子系統(tǒng)以獲得盡可能高糾纏度的糾纏態(tài)的研究，不僅對理解量子糾纏這個基本概念具有重要的理論意義，而且對于實際量子信息過程與量子計算具有潛在的應用價值。本文分別研討了處于2qubit糾纏態(tài)的兩個量子比特均經(jīng)過幅值阻尼信道和只有其中一個經(jīng)歷此種信道的情況下，剩余糾纏與初始糾纏態(tài)的關(guān)系。負熵的計算結(jié)果表明：初始糾纏度高的糾纏態(tài)最后的剩余糾纏度并不一定高。這一結(jié)論對如何在糾纏分發(fā)前提高糾纏態(tài)的穩(wěn)健性具有重要的理論指導意義和參考價值。另外，本文還討論了三體糾纏到兩體糾纏的“局部化”問題：對三比特GreenbergerHorneZeilinger（GHZ）態(tài)中的某一個粒子（設(shè)為C）執(zhí)行相應局域操作，致使另外兩個粒子（設(shè)為A和B）塌縮到兩體糾纏態(tài)上。結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在幅值阻尼噪聲環(huán)境中對C的最佳測量基矢（使A和B的兩體糾纏態(tài)的糾纏度最高）與沒有噪聲情況下對C的最佳測量基矢不同。此結(jié)論對兩體糾纏分發(fā)的操縱及量子網(wǎng)絡兩體糾纏的高效建立有重要的理論指導意義。但是，因為知識儲備及綜合分析能力有限，對于一些計算過程，有些能得出確定的答案，但是有些只能通過數(shù)值求解得到。總之，解決這類問題對于量子糾纏研究的發(fā)展有著重要意義。因此，關(guān)于如何提高噪聲環(huán)境中糾纏態(tài)的穩(wěn)健性問題及糾纏保護問題有待更深一步地研究探討。比如各種不同的噪聲環(huán)境中的最穩(wěn)健的兩體或多體糾纏態(tài)形式是什么或在結(jié)構(gòu)有什么特點？在各種不同的噪聲環(huán)境中多體到兩體糾纏“局部化”的最佳方法和結(jié)果是什么？這些問題都值得探究。
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