“X”型三量子比特态的完全可分离性

论文摘要

量子信息科学的理论依据是诞生于20世纪初的量子力学,利用微观粒子量子力学效应可以解决经典物理与经典信息学无法解决的或不能有效解决的问题。量子信息学作为量子力学与信息科学的交叉学科,在当今这个对信息化程度要求越来越高的社会发挥着重大作用。如今,作为量子信息学领域最热门的两个方向,量子通信与量子计算,具有重要的学术意义与应用价值,最近二十几年量子信息学取得一些重大突破,发展越来越迅速,现在已经成为了各个国家重点发展的科学领域。量子纠缠作为量子信息学最重要的物理特性之一,与量子光学、凝聚态物理的许多重要问题密切相关,并且在量子信息处理(QIP):量子计算,量子密码,量子隐形传态,量子超密编码等方面有诸多应用。因此纠缠是量子信息理论的核心问题,判断给定的态是否纠缠以及精确的划分出纠缠与可分离的边界成为量子信息科学研究的重要问题之一。近年来人们对于量子纠缠的计算己经产生了非常广泛的关注,但是判断一个给定的量子态是否纠缠并不容易。最新的研究成果表明,关于量子纠缠的判定是一个NP困难问题。目前,两体量子态的纠缠问题已经得到了比较充分的研究,并发展出了很多非常可靠且具有操作性的判据,其中最重要的是Bell不等式与PPT准则。但对于多体量子纠缠的问题还有待研究,对于一个给定的量子态,准确的区分出它的完全可分离和纠缠的部分还是比较困难的,对于任意一个“X”型三量子比特态,至今还无法直接通过密度矩阵来得到它的完全可分离或者纠缠的部分。本文提出一种基于幺正变换和纠缠见证者的纠缠检测方法,通过对给定的“X”型三量子比特态的密度矩阵进行处理,最后判断它是否纠缠。不同于以往对量子态密度矩阵的直接计算,本方法首先对“X”型三量子比特态的密度矩阵进行幺正变换,根据变换过的密度矩阵构造合适的纠缠见证者,使之能够检测到纠缠态。通过解析计算,找到部分见证算符的参数满足最优且匹配的纠缠见证者的条件,然后配合matlab数值计算,确定剩余参数的取值,继而得到满足最优且匹配的纠缠见证者的条件。最后得到一类“X”型三量子比特态纠缠与完全可分离定性与定量的结果。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何鹏

导师: 陈小余

关键词: 多体量子纠缠,纠缠,幺正变换,纠缠见证者,完全可分离

来源: 浙江工商大学

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: 浙江工商大学

分类号: O413.1;TP38

总页数: 65

文件大小: 2713K

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标签：多体量子纠缠论文;  纠缠论文;  幺正变换论文;  纠缠见证者论文;  完全可分离论文;