量子信息中关联的品质.pdf

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1、量子信息中关联的品质崔景云2015年1月中图分类号：TQ028.1UDC分类号：540量子信息中关联的品质作者姓名崔景云学院名称物理学院指导教师曾天海副教授答辩委员会主席张向东教授申请学位理学硕士学科专业物理学学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年1月QualityofcorrelationinquantuminformationCandidateName：JingyunCuiSchoolorDepartment:SchoolofPhysicsFacultyMentor:AssociateProf.TianhaiZengChair,ThesisCo

2、mmittee：Prof.XiangdongZhangDegreeApplied:MasterofScienceMajor：PhysicsDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：January，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做

3、的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要量子信息学是量子力学与信息科学相结合的一门新兴前沿交叉科学。人们最早发现的非经典关联是量子纠缠，量子纠缠在量子信息学中占有举足轻重的地位。2001年，另一种非经典关联量子失协也被提出。随着研究的深入，人们发现量子纠缠猝死现象。当出现纠缠猝死时，还存在量子失协，此时的量子关联被认为仍然可以用于量子信息处理，但不是用于量子信息处理的好时机。由于量子门的操作需要一段时间，就要求选择比量子门的操作时间长的，量子关联保持强而稳定的时间段进行量子门操作。强而稳定的关

4、联对量子信息处理而言具有高品质。我们选择带有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的处于一个非均匀磁场中的两量子比特海森堡XXZ自旋链做为模型，得到它的量子纠缠、量子失协和量子失协的几何度量的时间演化表达式，然后在不同的参数条件下比较这三种量子关联的品质。为了比较量子关联的品质，我们定义两个量，选择性平均关联和纹波系数来评价在某一时间间隔量子关联的品质。运用这两个量，来分别评价相同参数下不同度量和不同参数下相同度量的量子关联的品质。我们的研究表明，如果它们的时间演化是相似的，只需评价关联的不同度量中的一种，就可知量子关联在什么时候对于量子信息处

5、理具有高品质。关键词：量子关联；量子信息处理；海森堡XXZ自旋链；选择性平均关联；纹波系数I北京理工大学硕士学位论文AbstractQuantuminformationisanewcross-disciplinarysubjectofthecombinationofquantummechanicsandclassicalinformationscience.Theearliestdiscoverednon-classicalcorrelationisquantumentanglement.Itplaysanimportantroleinquantuminf

6、ormationprocessing.Theotherimportantnon-classicalcorrelation，quantumdiscord(QD),hadbeenfoundin2001.Withfurtherresearch,onehasfoundaquantumphenomenonwhichiscalledentanglementsuddendeath.Whenaquantumsystemappearsentanglementsuddendeath,itsquantumdiscordisstillnon-zero,andthecorrelat

7、ionisconsideredtobestillusedforquantuminformationprocessing,butthisisnotagoodtimeintervalforquantuminformationprocessing.Duetoaquantumgateneedsanoperationtimeinterval,thisrequiresselectingatimeintervallongerthantheoperationtimeofthequantumgate,whenthequantumcorrelationmaintainsstr

8、ongandstable,forquantumgateoperat