基于量子相干动力学量子信息以及量子相变的研究

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1、中文摘要基于量子相干器件的发展，本文主要研究了量子相干动力学在量子信息以及量子相变的应用。我们提出了一个在具有调制多驱动激光的耦合腔阵列中实现具有可控长程耦合的自旋网络的方案。通过我们的方案，类似光子的线性色散关系可以被实现，从而可以用来进行理想的量子态传输。数值模拟显示，当在每个腔中施加2束激光时，即使传输距离f增加至100个格点，保真度仍高于经典传输的最高保真度。随着激光数目的增加，保真度在2的一个很大的范围内，5≤f≤500，都明显的上升。对于10束激光，保真度总是高于0．9；对于14束激光，保真度始终接近于1，并且只有轻微的衰减。这个方案很大程度上提高了耦合腔阵列中量子态传输

2、的效率，具有在实验中实现的可能性。基于已有的严格结果，我们系统的研究了一维横场Ising模型具有零温和有限温初态的淬火动力学。我们关注的是在突然改变外场和相干的演化后系统的磁化。当初态是零温时，作为初始场强函数的淬火磁化率体现出与基态磁化率非常类似的标度行为，并且作为最终场强函数的淬火磁化率显示出在临界点的非连续行为。即使初始系统具有有限温度，这个非连续行为仍然是稳定的并且始终发生在临界点，这标识着应用淬火动力学研究量子相变具有很大的优势。关键词：量子相干，量子态传输，保真度，耦合腔阵列，量子相变，淬火动力学，临界行为ABS田RACTAbstractBasedonthedevelop

3、mentofcoherentdevices，inthispaper,westudiedtheappli—cationofquantumcoherentdynamicsinthequantuminformationandquantumphasetransitions．Weproposealleffectiveschemetorealizeaspinnetworkwithcontrollablelong—rangecouplingsinthecoupledcavityarraywiththeappropriatearrangementofexter-halmulti-drivinglas

4、ers．Viaourscheme，thelinearphoton—likedispersionisachievable，whichcouldbeemployedtoperformaperfectquantumstatetransfer．Numericalsim·ulationsshowthatwhenapplying2lasersineachcavity,thefidelityishigherthanthelli曲estfidelityofaclassicaltransferevenforthetransferdistanceZincreasesupto100sites．Asthen

5、umberoflasersincreases，thefidelityisevidentlyenhancedforaverywiderangeof／，5≤l≤500．For10lasers，thefidelityisalwayshigherthan0．9andfor14lasers，thefidelityisalmostcloseto1anddecaysveryslightly．ThisschemegreatlyenhancestheefficiencyofQSTusingthecoupledcavityarrays，whichhavethepotentialtoberealizedi

6、nexperiments．Basedontheobtainedexactresultswesystematicallystudythequenchdynam-icsofaone--dimensionalspin··1／2transversefieldIsingmodelwithzero··andfinite·-temperatureinitialstates．Wefocusonthemagnetizationofthesystemafterasud-denchangeoftheexternalfieldandacoherenttime-evolutionprocess．Withaze

7、ro-temperatureinitialstate，thequenchmagneticsusceptibilityasafunctionoftheinitialfieldstrengthexhibitsstronglysimilarscalingbehaviorstothoseofthestaticmag·neticsusceptibility,andthequenchmagneticsusceptibilityasafunctionofthefinal