反Unruh效应及其对量子纠缠影响的研究

论文摘要

Unruh效应是弯曲时空量子场论中预测的一种效应,它表明真空中加速的观测者会观测到黑体辐射,但是惯性观测者看不到。因此,对加速的观测者而言,量子系统的相干性以及纠缠程度,都与惯性观测者认为的不同,再利用等效原理,这就可表明引力对量子相干性或纠缠程度的影响。在过去的一段时间里,人们利用这个模型研究量子相干性取得了很多进展,比如发现在很多情景下,引力会使得系统的量子纠缠度减少或者系统的量子相干性减弱。最近,研究者发现在某些情形下,会产生反Unruh效应。我们主要研究,反Unruh效应会对量子相干性有什么影响,以及这种效应对量子纠缠的影响。首先,论文介绍了量子信息的基本概念,包括量子比特,密度矩阵和量子纠缠等。我们还介绍了几种重要的量子纠缠度量方法,分别是负定性,互信息和纠缠共生度。其次,我们针对无质量场调研了腔空间中的Unruh效应,并研究了Unruh-Dewitt探测器,以及探测器在加速运动下出现的“变暖”现象。随后,我们研究了最近新发现的反Unruh效应,并通过跃迁几率函数和KMS条件对其进行验证。结果表明,反Unruh效应的表现与Unruh效应呈现完全相反的结果,反Unruh效应会使得探测器“变冷”。经过分析,我们发现Wightman函数与KMS参数有关时,此时系统就会出现反Unruh效应。接下来,我们研究了反Unruh效应对量子相干性的影响和对量子纠缠的影响。我们引入了一个新的物理量--退相干因子,对反Unruh进行再次验证,结果表明反Unruh效应下,单比特的相干性会增强。我们又研究了两个纠缠粒子在无质量场和有质量场下的反Unruh效应对量子纠缠的影响,我们让其中一个比特加速,发现反Unruh效应会使得量子纠缠和相干性增强。两个粒子同时加速情况下,我们发现量子纠缠也随着加速度的增大而增强。当两个直积态粒子做加速运动时,我们发现反Unruh效应并不会导致两个粒子纠缠,它们仍然保持直积态。在本论文中,我们通过研究反Unruh效应对量子纠缠和量子相干性的影响,加深了对反Unruh效应的理解。Unruh效应以及反Unruh效应的研究,将会加深人们对弯曲时空量子场论,甚至量子引力理论的认识和理解。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 李涛涛

导师: 张保成

关键词: 反效应,量子相干性,量子纠缠,纠缠度量

来源: 中国地质大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,计算机硬件技术

单位: 中国地质大学

分类号: O413;TP38

DOI: 10.27492/d.cnki.gzdzu.2019.000132

总页数: 63

文件大小: 1971K

下载量: 16

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标签：反效应论文;  量子相干性论文;  量子纠缠论文;  纠缠度量论文;