退相干影响下多体纠缠态的纠缠特性

M.Hein、W.Dür和H.-J.Briegel
物理学。版次A71,032350–2005年3月30日出版

摘要

我们研究了退相干影响下多体态的纠缠特性。我们证明了Greenberger-Horne-Zeilinger(GHZ)型叠加态的(可提取)纠缠寿命随着系统的大小而减小,而对于一类其他状态,即所有具有恒定度的图状态,纠缠寿命与系统的大小无关。我们表明,这些结果在很大程度上与特定的退相干模型无关,尤其适用于所有处理粒子与独立环境的个别耦合的模型,这些耦合由Lindblad形式的量子光学主方程描述。对于GHZ态,我们推导了可提取纠缠寿命的解析表达式,并确定了状态何时完全可分离。对于所有图状态,我们导出了纠缠寿命的上下界。下界基于特定的蒸馏协议,而上界是通过显示由退相干产生的状态在有限时间后变得不可区分甚至可分离来获得的。这是使用不同的方法完成的,即(i)描述退相干过程的映射(例如,热浴对系统的作用)变成纠缠破缺,(ii)所得状态变得可分离,以及(iii)关于某些分区的部分转置变成正。为此,我们建立了一种在图形状态基础上计算所有对角混合态的部分转置谱的方法。我们还考虑了不同粒子群之间的纠缠,并确定了相应的寿命以及纠缠类型随时间的变化。这使我们能够研究在重标度和大量粒子限制下的纠缠行为N个最后,我们研究了编码量子叠加态的寿命,并表明可以在编码系统中定义一个比物理时间小几个数量级的有效时间。这为量子纠错提供了另一种观点,并举例说明了纠缠寿命(粒子群之间)实际上随系统大小而增加的状态。

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  • 收到日期:2004年9月2日

内政部:https://doi.org/10.103/PhysRevA.71.032350

©2005美国物理学会

作者和附属机构

M.海因1,W.杜尔1、和H.-J.布里格尔1,2

  • 1奥地利因斯布鲁克大学理论物理研究所,邮编:A-6020
  • 2奥地利因斯布鲁克A-6020,Akademie der Wissenschaften,Quintenoptik und Quanteninformation研究所

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第71卷,第。2005年3月3日

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