非惯性系中的量子隐形传态与弱测量

【摘要】最近几年来,作为经典信息学、量子力学、相对论、量子场论的交叉学科,非惯性系下的量子信息问题已成为量子信息科学研究的新热点。本文对这一学科中的量子隐形传态以及弱测量等问题进行了研究。在量子隐形传态方面,我们主要研究了在位相翻转通道、比特翻转通道和位相-比特翻转通道的影响下具有相对加速的观测者之间的量子隐形传态。我们发现量子隐形传态的保真度与加速度参数r、环境参数p和传递的态的参数β有关。在p与β一定时,保真度随着加速度的增加而逐渐减少。然而,当r一定时,保真度会呈现不同的变化,具体表现为：(1)在位相翻转通道下,保真度随p的增大而单调递减。当β2=1/2时,在系统与环境作用很长时间后,保真度将会会聚到F=1/2。(2)在比特翻转通道下,当β2=1/2时,保真度不受环境的影响,且当β2≠1/2时,会出现一个转折点,在这个转折点前保真度单调减少,在这之后单调增加。不过当Bob没有加速的情况下,保真度一直减少。当β2∈(1/4,1/2)∪(1/2,3/4)且选择恰当的r值时,保真度可能会随着p的增加而单调增加。(3)在位相-比特翻转通道下,对于任何的加速度和传递态参数β,当环境影响足够长的时间后,所有的保真度都会会聚到F=1/2。值得指出的是,在这种环境的情况下,当β2=1/2或加速度为0时,保真度还是随着p的增大而单调递减。在这三种通道中,当保真度作为β的函数时,保真度始终关于β2=1/2对称。此外,在位相翻转通道下,当β2=0和β2=1时,保真度不变。而在比特翻转通道下,当β2=1/2时,保真度不变。这反映出以上两种环境的不同特性。在弱测量方面,我们主要研究了非惯性系下利用弱测量定义的量子关联,探讨了量子discord和几何discord的性质和矛盾。我们发现：(1)当利用弱测量来定义量子discord时,我们能获取更多的量子关联而得到超量子discord。然而当利用弱测量定义几何discord时,我们得到的物理量比通常用正交投影测量定义的几何discord要小,因而得到次“几何discord”。(2)随着观测者加速度的增大,超量子discord和次“几何discord”都逐渐减少。(3)随着测量强度的增加,超量子discord单调减少,最终当测量强度系数x趋近于无穷大时回到通常的量子discord的情况,而次“几何discord随着测量强度的增加而逐渐增加,并且当x→∞时,次“几何discord回到通常的几何discord的情况。以上几点展现了基于弱测量下的量子discord和几何discord呈现出的不同性质,反映了这两种量子关联的定义对于测量强度的变化作出不同反应。因此,在某种程度上,我们可以说这些不同之处证明了量子discord和几何discord之间有不一致的地方。
【作者】向茂槐；
【导师】荆继良；
【作者基本信息】湖南师范大学，理论物理，2014，博士
【关键词】非惯性系；量子隐形传态；量子纠缠；Discord；量子退相干；弱测量；

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