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多光子纠缠态的量子纠缠与量子非局域性

作　者: 孙艳华
导　师: 匡乐满
学　校: 湖南师范大学
专　业: 光学
关键词: 量子纠缠多光子纠缠态冯·纽曼熵量子消相干量子非局域性
分类号: O413.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 193次
引　用: 1次
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内容摘要

近年来,随着量子力学的发展,量子信息论已经成为现代物理学和信息科学中最前沿的学科之一,量子力学作为人类历史上最成功的理论与相对论一起构成了现代物理学的理论基础。而量子纠缠和量子非局域性是量子力学中两个最深刻的、最奇特的性质,也是当代量子信息科学的两个关键性的概念,是实现量子技术的理论基础,在量子信息科学与技术中有着重要的应用。因此,量子纠缠和量子非局域性一直是量子理论基础研究的一个热点问题。量子纠缠作为一种重要的资源已被广泛地应用于量子信息处理和量子通信中,例如:量子并行计算、量子保密通讯、量子密集编码、量子隐形传态等,量子纠缠最显著的特征就在于它的量子非局域性,多粒子系统的量子纠缠是体现量子非局域性的一个重要方式,量子信息学的大多数问题都与非局域的量子纠缠现象有关。本文研究的重点是多光子纠缠态的量子纠缠与量子非局域性。第二章介绍量子纠缠和量子非局域性的基本理论,简述了量子纠缠的定义及度量方式;给出了量子非局域性的含义,介绍了EPR佯谬和Bell不等式及其推广。第三章到第五章为本文的工作,其创新之处在于:第三章研究了多光子纠缠态的量子纠缠特性,计算了它们的Von Neumann熵,我们发现,对于不同的光子数的情况,随着光子数增加,Von Neumann熵也随着增加;我们还发现,多光子纠缠态的相对位相不影响这些量子态的纠缠特性。第四章研究了多光子纠缠态与环境耦合后造成的量子消相干性,当与环境相互作用后多光子纠缠态变成了混态,失去了纯度。我们利用线性熵和相对熵计算了这一混态的混度和纠缠度,我们发现,随着时间演化量子消相干使纠缠量减少、混度提高。我们还发现,相对熵纠缠度不仅依赖于初始的纠缠角和消相干参数,而且还与每个模的光子数有关。特别是,消相干的速度与两个模的光子数差有关,当光子数差越大,消相干的速度越快。第五章研究了多光子纠缠态的量子非局域性,得出了一个很重要的结论:我们可以通过调节多个参数来控制多光

全文目录

§0.1 中文摘要  3-5
§0.2 Abstract  5-9
第一章绪论  9-13
第二章量子纠缠和量子非局域性的基本理论  13-27
  §2.1 量子纠缠的基本理论  13-20
  §2.2 量子非局域性的基本理论  20-27
第三章多光子纠缠态的纠缠特性  27-43
  §3.1 引言  27-28
  §3.2 N—光子纠缠态的制备  28-32
  §3.3 N—光子纠缠态的纠缠度  32-33
  §3.4 数—和Bell态及其纠缠度  33-42
  §3.5 小结  42-43
第四章多光子纠缠态的量子消相干  43-51
  §4.1 引言  43
  §4.2 多光子纠缠态在环境中的纯度  43-45
  §4.3 多光子纠缠态在环境中的纠缠度  45-48
  §4.4 小结  48-51
第五章多光子纠缠态的量子非局域性  51-61
  §5.1 量子态的量子非局域性  51-53
  §5.2 N—光子纠缠态的量子非局域性  53-55
  §5.3 数—和Bell态的量子非局域性  55-60
  §5.4 小结  60-61
第六章总结与展望  61-63
参考文献  63-69
攻读硕士学位期间完成的论文  69-70
致谢  70-71
湖南师范大学学位论文原创性声明  71

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