【摘 要】
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量子信息是以量子力学基本原理为基础,研究信息存储、编码、计算和传输等行为的学科。量子纠缠和量子关联作为量子系统的相干特性,已经在量子通信和量子计算中被人们广泛的应用
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量子信息是以量子力学基本原理为基础,研究信息存储、编码、计算和传输等行为的学科。量子纠缠和量子关联作为量子系统的相干特性,已经在量子通信和量子计算中被人们广泛的应用和研究。由于它们在量子信息学中的重要地位使得对其定性和定量的研究显得尤为重要。
在量子信息处理中,由于量子系统与环境之间总是会有不可避免的耦合,使得量子系统中的量子纠缠和量子关联随着时间的推移而逐渐衰减,从而发生退相干。在量子计算机中,由于退相干现象会造成叠加态的塌缩,因此其在信息处理过程中起着阻碍作用。鉴于此,对量子系统在退相干环境中的定性和定量认识以及如何抑制量子退相干现象已成为人们关注的焦点,这其中研究量子纠缠和量子关联随时间的演化是一个基本问题。
本文主要研究了最大纠缠混合态的量子纠缠以及贝尔对角态中的量子关联在量子噪声环境下的退相干特性。第一章,介绍了量子纠缠和量子关联的基本概念和度量方式。第二章,中首先介绍了什么是最大纠缠混合态;接下来我们分析了最大纠缠混合态在非对称量子信道中的动力学演化特性;我们发现最大纠缠混合态在非对称信道中的演化与其在对称耗散信道中的演化有所不同,虽然最大纠缠混合态的纠缠稳定性仍然不及特定的最大纠缠纯态,但是在一些非对称量子信道的演化中,最大纠缠混合态不会出现纠缠死亡现象。第三章,我们研究了贝尔对角态在非对称量子噪声信道下,量子关联和经典关联的动力学演化特性。我们发现在非对称量子信道退相干演化过程中,系统量子关联的衰减速率会发生突然改变现象。在突然改变现象发生后,系统的经典关联并没有像对称量子信道演化中那样保持不变,而是随着时间继续衰减下去。论文的最后部分对研究结果进行了总结,并对后续研究工作进行了展望。
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