【摘要】：在現(xiàn)代物理學(xué)中,為了研究場的性質(zhì),科研工作者們創(chuàng)造了“場模”這一概念,這讓我們能夠把一系列的場當做連續(xù)變量來看待,Unruh模是其中非常具有代表性的一種,在各類研究中被廣泛使用。但由于Unruh模是一種不限制尺寸的,分布于全空間的模,無法在實驗上獲取它的全部信息。為了克服Unruh模的非局域性,人們引入了一種新的場模:局域模。其核心操作在于通過特殊的模函數(shù)模擬出一個腔,這個腔可以貯存和轉(zhuǎn)換量子態(tài),與此同時也限制了模的尺寸,從而賦予它局域性,這樣在實驗上我們就能夠獲取它的更多甚至全部信息,這一點對于量子資源的開發(fā)利用和提高量子度量精度具有十分重要的意義。首先我們研究了在場模局域化中涉及到的高斯變換,高斯變換的過程實質(zhì)上是將一個高斯態(tài)變換為另一個高斯態(tài),這一過程可以等效為一個高斯量子通道。我們通過一系列的計算,詳細解構(gòu)了高斯通道的特征,并給出了通道操作矩陣和噪聲矩陣的具體形式,將其與勻加速觀測者的固有加速度聯(lián)系起來。同時我們在計算過程中發(fā)現(xiàn),高斯變換中兩個Bogoliubov變換系數(shù)α和β的差距達到了十個數(shù)量級以上,這意味著我們可以忽略掉較小的變換系數(shù)從而給出通道矩陣的簡化形式。最后我們以雙模壓縮真空態(tài)為例,計算出了它經(jīng)過局域化后的輸出態(tài)。我們選取對數(shù)負度和形成糾纏度作為量子糾纏的度量方式,分析了觀測者的加速效應(yīng)對其量子糾纏的影響。我們發(fā)現(xiàn)不論是對數(shù)負度還是形成糾纏度,都會因觀測者的固有加速度增加而降低,這意味著熱噪聲的增加影響到了兩體系統(tǒng)間的量子關(guān)聯(lián)性。另外,當我們令兩加速觀測者的固有加速度相等時,形成糾纏度很好地保持著其糾纏下界的特性(在正常情況下,形成糾纏度應(yīng)是所有糾纏度量方式中數(shù)值最低的一種)。當我們令兩者加速度不相等時,則出現(xiàn)了反常情況,在兩者加速度差異過大的區(qū)域,形成糾纏度反超了對數(shù)負度,我們發(fā)現(xiàn)這是由于兩組模的加速度差異過大,導(dǎo)致兩組模的不匹配度增加,從而令形成糾纏度在此區(qū)域不再適用其糾纏下界的特性。最后我們選取局域化后的雙模壓縮真空態(tài),以它為信息源進行了黑盒干涉測量實驗并分析了在此種情況下相移測量精度受到勻加速觀測者的影響。為了更加簡明地展示我們的結(jié)果,我們引入了高斯干涉功率(Gaussian interferometric power)這一物理量來作為精度指標,它保證了我們在測量時所能獲得的最低精度。我們通過改變信息源的壓縮度以及兩個勻加速觀測者的固有加速度,分析了高斯干涉功率的變化情況。我們發(fā)現(xiàn)越高的源態(tài)壓縮度能夠?qū)е赂叩臏y量精度,但越高的固有加速度則會導(dǎo)致截然相反的結(jié)果,或者說高程度的熱噪聲極大地影響到了相移測量精度,但不論多高的Unruh溫度都不會令高斯干涉率降為0,這一點體現(xiàn)了高斯干涉功率對于熱噪聲的魯棒性。我們還發(fā)現(xiàn)若選取糾纏程度更高的源態(tài)進行黑盒測量實驗,則能夠獲取到更高的高斯干涉功率,也代表著更高的實驗精度。
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：O413

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本文編號：2664765