在海森堡自旋链中通过周期性的驱动控制态传输

论文摘要

近年来,人们逐渐了解到量子通信与量子计算的优越性,并且越来越多的学者进入这一领域进行研究。层出不穷的文章,使这一领域逐渐发展为最有活力的研究领域之一。量子通信主要包括量子密集编码,量子隐形传态(QT),量子秘密共享等等。量子通信是利用量子特性在发送方与接收方间建立密钥,利用纠缠进行量子加密通信是与经典通信的不同之处。量子计算主要利用量子信息的短程传输。实际上,与经典信息不同的是:量子计算机内部的信息都是由编码量子态承载的。S.Bose提出的各向同性海森堡自旋链就可以用来实现量子态的短距离传输。由于自旋链具有良好的兼容性以及操控简便等优点,学者们提出了很多不同的自旋模型的量子态传输方案。本论文中,我们提出了基于海森堡自旋链的态转移和封锁方案。该方案利用系统的周期性驱动来实现对态传输的控制。利用XXZ海森堡自旋链,该方案实现在输入端口和输出端口之间的完美的状态传输,此时系统中是不存在周期性驱动的。我们以四个粒子为例,将哈密顿量在耦合基矢下展开得到对角的哈密顿量矩阵,计算出完美态传输的解析解,给出完美态传输条件。周期性的驱动则会阻断输入和输出端口之间的任意自旋状态的传输。本论文中,我们共加入三种驱动来实现对态传输的完全阻断,发现当加入驱动的形式发生变化时,系统的有效相互作用系数会随之改变。考虑到系统参数波动的影响,我们对系统的传输和阻断保真度进行了数值模拟。我们利用随机哈密顿量来模拟经典噪声对量子系统的影响,探索退相干对系统量子态传输的影响。最后,研究了N粒子的情况,并给出了一些讨论。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 单红娇

导师: 衣学喜

关键词: 量子态的含时演化,周期性驱动,海森堡自旋链,保真度

来源: 东北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,电信技术

单位: 东北师范大学

分类号: O413;TN918

总页数: 42

文件大小: 1902K

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