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量子信息科学是一门新兴的交叉科学,它涉及到很多的领域,例如通信、计算机、工程和材料等等。量子信息在未来的发展将会对基础科学、工程科学、量子力学基本理论和信息论等其他学科带来一次巨大的革命。量子信息学的核心内容是量子纠缠态,作为一种特殊的量子信道,它一直在量子信息学的每个领域中都起着十分重要的作用。随着对其研究的增加和深入它在量子通信理论中也日渐的成熟和发展起来。 原子物理与量子光学相结合的结果是腔量子电动力学,简称QED。腔QED主要研究的内容是当量子化光场处于特定边界条件下时和原子之间的相互作用。对QED开展理论研究的目的不仅旨在得到该种相互作用的物理现象还意在揭示现象内在的本质规律。经过近几年来量子信息兴起的各个领域内的应用,腔QED方案被一致认为是几种最有效的量子信息方案之一。除了腔QED以外,人们对海森堡自旋链模型也开展了广泛的研究,结果表明,自旋链模型因其丰富的纠缠特性也是一种可以实现量子计算和量子通讯的物理系统。故本文主要研究了涉及上述两种物理体系中的纠缠演化和转移的特性,找到能实现良好纠缠转移的条件,主要内容包括下面两个部分: 1.研究了由光纤模连接的两个Tavis-Cummings模型中纠缠演化和纠缠转移的特性。结果表明,初始两原子间的纠缠可转移为另两原子间的纠缠,在纠缠转移过程中,光纤模起到中间传递的作用。纠缠的转移与初始两原子间的纠缠、原子与腔场的耦合强度以及光纤模与腔场的耦合强度、原子与腔场的失谐量和腔场耗散有关。初始纠缠决定了另两原子间纠缠产生的大小;在原子与腔场的耦合强度一定的条件下,随着光纤模与腔场耦合强度的增强,纠缠转移的时间缩短,且产生的纠缠值增加;腔场耗散对纠缠演化的衰减影响是显著的,而失谐量的增加可以有效地抑制这一现象。在整个纠缠转移过程中,系统中其它任两子体系间的纠缠起到了桥梁的作用,实现了两量子纠缠态的远程传递和制备。 2.利用海森堡XY双链模型实现了原子间的纠缠转移和交换。分别研究了原子间初始纠缠状态,自旋链的各向异性以及均匀外磁场对该模型中原子间纠缠转移和交换的影响。研究结果发现,当原子间初始纠缠状态为cos00 sin11???时会引发纠缠突然死亡和1313产生的现象的发生而当原子间的初始纠缠状态为cos01 sin10???时则不会。有效地1313增大自旋链的各向异性参数?以及当初始纠缠不为零时外部均匀磁场的增大,都有利于该模型中原子间纠缠的转移和交换。