任意两量子位原子与光场相互作用的量子纠缠与量子关联

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1、分类号0431.2学号2015X08030001学校代码10513密级硕士学位论文(学术学位)任意两量子位原子与光场相互作用的量子纠缠与量子关联作者姓名：陶宇一级学科：光学工程二级学科：量子光学指导教师：刘堂昆教授答辩日期：2018年5月19日AThesisSubmittedinFulfillmentofRequirementsfortheDegreeofMasterofScienceinOpticalEngineeringQuantumentanglementandquantumcorrela

2、tionofanarbitrarytwo-qubitatominteractingwiththeopticalfieldCandidate:YuTaoMajor:OpticalEngineeringSupervisor:Prof.TangkunLiuHubeiNormalUniversityHuangshi435002,P.R.ChinaMay,2018摘要量子光学和量子信息领域中有很多基于量子纠缠的研究。从最开始的冯诺依曼熵，到近来的共生纠缠度、部分转置矩阵的负本征值等概念的相继提出，人们对量

3、子纠缠有了进一步理解,并在量子通信领域得到应用。随着研究的深入，环境对于量子纠缠的影响开始被人们所重视，研究发现光场与原子相互作用系统存在纠缠突然死亡现象，而且这个现象阻碍了量子信息的发展。直到量子失协概念的提出，量子关联作为新的量子资源被人们所了解。相比于量子失协，几何量子失协方案能给出任意的两比特的量子态的解析表达式，从而避免了量子失协中的复杂计算。本文研究了任意两量子位原子分别与粒子数态光场、相干态光场以及二项式态光场相互作用系统的量子纠缠与量子关联。通过共生纠缠度和几何量子失协分别作为量

4、子纠缠与量子关联的度量方法，观察了不同的原子初态与光场相互作用系统的共生纠缠度和几何量子失协随时间的演化。同时讨论了粒子数光场光子数n、相干态光场中的、以及二项式态光场伯努利概率和最大光子数M对共生纠缠度和几何量子失协随时间的演化的影响。关键词：任意两量子位原子；Fock态光场；相干态光场；二项式态光场；共生纠缠度；几何量子失协IAbstractManyresearchesonthepropertiesofquantumentanglementwerediscoveredinquantumo

5、pticsandquantuminformation.Inthesequenceoftime,theconceptsofVonNeumannentropy,concurrenceandNegativeeigenvaluesofpartiallytransposedmatriceshasbeenadvanced.Thus,peoplehaveafurtherunderstandingandapplicationofentanglement.Furthermore,theenvironmentali

6、mpactonthequantumentanglementisbeginningtobepaidattention.Theinteractionsystemofatomicandopticalfieldsisalsoaffectedbyphenomenonofentanglementsuddendeath.Theemergencephenomenonofentanglementsuddendeathhindersthedevelopmentofquantuminformation.Untilth

7、equantumdisassociationisproposed,quantumcorrelationisknownasanewquantumresource.Comparedwiththequantumdiscord,thegeometricquantumdiscord’sschemecangiveananalyticexpressionofanarbitrarytwo-qubitquantumstate.Thecomplexcalculationinthequantumdisassociat

8、ioncouldbeavoidedaccordingly.Inaddition,studyonquantumentanglementandquantumcorrelationofanarbitrarytwo-qubitinteractionbetweentheatomsandtheopticalfieldthatneedstobeexpanded.Thesystemofquantumentanglementandquantumcorrelationcalculatedthatanarbitrar