相干性转化的量子纠缠分布研究

作     者：李冬沫 

作者单位：大连理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：于长水

授予年度：2019年

学科分类：07[理学] 070201[理学-理论物理] 0702[理学-物理学] 

主      题：纠缠度量 量子相干性度量 单配性 量子纠缠 量子相干性 

摘      要：量子纠缠不仅是量子力学区别于经典物理的本质特征,也是量子信息处理过程中不可或缺的物理资源。量子纠缠一个典型的特征是在多体量子体系中的分布满足单配性,即两个量子系统的纠缠会限制其中任何一个系统与第三个系统的纠缠。量子纠缠的单配性虽然已经引起了人们的广泛关注,但是一般来讲只有多体二能级系统的单配性才能通过比较确切的单配性不等式予以描述,对于高维量子纠缠单配性的描述仍旧是个悬而未解的问题。本论文首先回顾了量子力学的基本理论以及量子信息学的相关基础知识。然后有效地利用了量子力学中的量子相干性的资源理论,证明了基于l范数度量的相干性可以通过非相干的量子操作转化为等量的纠缠(用negativity度量)。结合相对熵相干性类似的转化关系,成功地得到这类相干性转化的高维量子纠缠包括negativity和相对熵的单配性不等式。除此之外,还发现基于相对熵以及基于l范数的相干性度量在多体量子系统中的分布也满足类似的不等式。进一步分析表明,相干性的分布规律不应该理解成与量子纠缠类似的单配性,其原因在于量子纠缠描述的是两个或多个系统之间的特殊的关联,而量子相干性本质上是描述单个系统的量子态的叠加特性。