文档介绍：分类号: 密级:
学校代码: 10414 学号: 2009010868

硕士研究生学位论文

耦合超导量子比特量子纠缠与量子失协
的比较研究

Investigation on entanglement and quantum
discord of coupled superconducting qubuts

冯斌斌

院所:物理与通信电子学院导师姓名:嵇英华
学科专业:凝聚态物理研究方向:量子信息

二○一二年四月
独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工
作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地
方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含
为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作
的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表
示谢意。

学位论文作者签名: 签字日期: 年月日

学位论文版权使用授权书

本学位论文作者完全了解江西师范大学研究生院有关保留、使用
学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印
件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权江西师范大学研究生院
可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采
用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。
(保密的学位论文在解密后适用本授权书)

学位论文作者签名: 导师签名:
签字日期: 年月日签字日期: 年月
摘要

在本论文中,主要关注在不同的退相干模型下的耦合量子比特的量子关联的
动力学演化。我们分别用共生纠缠度与量子失协来度量量子关联,主要工作如下:
(1)考虑到超导量子比特与环境的耦合强度比较强,其动力学的演化是一
个非马尔科夫过程。因而,我们首先利用非马尔科夫量子主方程,研究了当耦合
超导量子比特从初始的两体 X-type 的量子态出发,量子关联的动力学演化。我
们分别研究了初始量子态参数与环境温度对共生纠缠度和量子失协的影响。研究
结果表明:在给定的超导电路环境中,当外条件相同时量子失协的稳健性要强于
量子纠缠,量子失协比量子纠缠抗退相干能力更强。
(2)考虑到压缩光场对量子信息的重要性,我们随后比较研究了处于压缩
真空库中的耦合量子比特的量子失协与共生纠缠度。研究发现随着压缩参数的变
化,量子失协与纠缠有着完全相反的运动趋势。随着压缩幅度参数的增加,量子
失协生存时间越长;与此相反,纠缠死亡越快。在高的压缩幅度参数下量子失协
能够保持不为零,表明量子失协在压缩真空库比纠缠更加健壮。对压缩真空库中
耦合量子比特量子关联的研究结果表明:调控耦合量子比特间的初始纠缠度与量
子态的纯度,也都能够有效的抑制耦合量子比特间量子关联的衰减。

关键词:量子关联;超导量子比特;量子纠缠;量子失协;压缩真空库

I
Abstract

In this paper, we mainly focus on the quantum correlation dynamic evolution of
coupled qubits in non-Markovian process and in the squeezed vacuum reservoir. We
separately use the concurrence and quantum discord to measure the quantum
correlation. The main work as follows:
(1) Considering the strength coupling between the superconducting qubits and
the environment and its dynamic evolution is a non-Markovian process, therefore,
using the non-Markovian quantum master equation, we investigate the dynamic
evolution of the system quantum correlation when the coupled superconducting qubits
begin with the initial bipartite X-type quantum system. We separately investigate how