【摘要】：近來(lái)由于量子信息的發(fā)展,人們開(kāi)始從量子信息的角度去研究量子熱力學(xué),廣義相對(duì)論,黑洞,甚至有人開(kāi)始嘗試將量子糾纏用于統(tǒng)一場(chǎng)論的研究,其中量子熱力學(xué)的發(fā)展尤為突出。這主要?dú)w因于一百多年來(lái)人們對(duì)麥克斯韋妖悖論的研究,由蘭道爾提出信息擦除原理正式將信息與物理之間的關(guān)系納入了物理學(xué)的研究中。早先人們?cè)邴溈怂鬼f妖的悖論中,一直將測(cè)量的作用排除在外,而最近當(dāng)我們深入到量子力學(xué)領(lǐng)域時(shí),測(cè)量的作用便不可忽視。本文正是在這一背景下,對(duì)于有麥克斯韋妖參與的量子熱機(jī)進(jìn)行了一番討論,著重考慮了量子測(cè)量強(qiáng)度對(duì)麥克斯韋妖機(jī)熱效率的影響,據(jù)此,本文設(shè)計(jì)了兩種模型,模型一是存在一個(gè)麥克斯韋妖參與的量子熱機(jī)模型,數(shù)值分析發(fā)現(xiàn)在給定的初態(tài)和確定的條件動(dòng)力學(xué)演化下,隨著測(cè)量強(qiáng)度的增加,熱機(jī)效率先增后減直至為零,之后工質(zhì)將會(huì)處于致冷機(jī)工作區(qū)域,據(jù)此我們?cè)趯?shí)際的實(shí)驗(yàn)中可以選擇合適的弱測(cè)量使得熱機(jī)的效率最高。模型中將麥克斯韋妖和工作物質(zhì)設(shè)計(jì)為磁場(chǎng)中自旋1/2的粒子,測(cè)量過(guò)程由兩者整體的幺正操作實(shí)現(xiàn),這也是工質(zhì)物質(zhì)不能總處于熱機(jī)工作區(qū)域的原因(實(shí)際循環(huán)中,某些幺正操作下,麥克斯韋妖會(huì)充當(dāng)熱機(jī))。模型二則考察了兩個(gè)處于熱糾纏的工質(zhì)與兩個(gè)麥克斯韋妖的量子熱機(jī)循環(huán),發(fā)現(xiàn)工質(zhì)始終處在熱機(jī)工作區(qū)域,盡管工質(zhì)處于混合態(tài),但由于兩工質(zhì)間的糾纏,使得測(cè)量仍舊會(huì)影響熱機(jī)的工質(zhì)效率,這也進(jìn)一步啟發(fā)我們量子測(cè)量解除糾纏和量子測(cè)量解除相干性造成熵增存在本質(zhì)上的一致性。此外,本文從量子測(cè)量角度出發(fā),基于態(tài)區(qū)分的基本思想提出了針對(duì)高維純態(tài)的糾纏判據(jù):辛正交判據(jù)和對(duì)易判據(jù)。對(duì)易判據(jù)可以直接推廣為兩體高維混合態(tài)的單邊量子失協(xié)判據(jù),在實(shí)際測(cè)量中對(duì)相位不敏感的情況下,辛正交判據(jù)可以近似作為兩體高維混態(tài)的糾纏判據(jù)。在推導(dǎo)過(guò)程中,本文指出了兩體混合態(tài)存在非經(jīng)典關(guān)聯(lián)和其子系統(tǒng)系綜分解之間的存在相對(duì)相位有密切關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：曲阜師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O414.1;O413.1
【圖文】：

：：ＶｘＪ逡逑０．０邐０．２邐０．４邐０．６邐０．８邐１．０逡逑ａ逡逑圖３．１實(shí)線表示對(duì)易度量表示的單邊量子失協(xié)，虛線表示共生糾纏逡逑由圖３．１可以看出該復(fù)合系統(tǒng)存在一個(gè)糾纏死亡區(qū)域，而在此區(qū)域內(nèi)量子失逡逑協(xié)不為０，而量子失協(xié)為零時(shí)，對(duì)角元全部消失，處在最大混合態(tài)上，這一點(diǎn)也逡逑正我們所知，相干性是存在量子關(guān)聯(lián)的必要條件，但不是量子糾纏的充分條件。逡逑在一定條件下相干性可以作為量子糾纏的一個(gè)有效判據(jù)［１８］，正是因?yàn)橄喔尚缘南义鲜且粋�(gè)漸變的過(guò)程，所以量子關(guān)聯(lián)的演化也是非常平緩的。而量子糾纏死亡的逡逑出現(xiàn)從數(shù)學(xué)的角度看，如我們之前所說(shuō)，希爾伯特空間是個(gè)復(fù)矢量空間，對(duì)于某逡逑些可分態(tài)盡管不能在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)不可分，但在復(fù)數(shù)范圍內(nèi)是可分的，也許正如一逡逑些學(xué)者所指出的，量子糾纏死亡可能是出于數(shù)學(xué)而非物理的原因。逡逑例二：貝爾糾纏態(tài)的混合疊加逡逑Ｐａｂ邋＝邋ｐ＼￥ｉ）（＾ｉ邋＼邋＋邋＾－ｐ＼￥ｊ）（ｙ＾ｊ邋｜？ｋ

邐邐邋Ｍａｘ（１－３ｃｔ／２，０）逡逑：：ＶｘＪ逡逑０．０邐０．２邐０．４邐０．６邐０．８邐１．０逡逑ａ逡逑圖３．１實(shí)線表示對(duì)易度量表示的單邊量子失協(xié)，虛線表示共生糾纏逡逑由圖３．１可以看出該復(fù)合系統(tǒng)存在一個(gè)糾纏死亡區(qū)域，而在此區(qū)域內(nèi)量子失逡逑協(xié)不為０，而量子失協(xié)為零時(shí)，對(duì)角元全部消失，處在最大混合態(tài)上，這一點(diǎn)也逡逑正我們所知，相干性是存在量子關(guān)聯(lián)的必要條件，但不是量子糾纏的充分條件。逡逑在一定條件下相干性可以作為量子糾纏的一個(gè)有效判據(jù)［１８］，正是因?yàn)橄喔尚缘南义鲜且粋�(gè)漸變的過(guò)程，所以量子關(guān)聯(lián)的演化也是非常平緩的。而量子糾纏死亡的逡逑出現(xiàn)從數(shù)學(xué)的角度看，如我們之前所說(shuō)，希爾伯特空間是個(gè)復(fù)矢量空間，對(duì)于某逡逑些可分態(tài)盡管不能在實(shí)數(shù)范圍內(nèi)不可分，但在復(fù)數(shù)范圍內(nèi)是可分的，也許正如一逡逑些學(xué)者所指出的

圖４．１初態(tài)�。徨澹竭姇r(shí)，不同條件動(dòng)力學(xué)演化參數(shù)下熱機(jī)效率隨測(cè)量強(qiáng)度％的變ｂ逡逑１邋－Ｉ邐逡逑０．＾＾邐逡逑…ｆｉ邋．；！逡逑邐邋ａ＝７ｉ／３，０＝７ｉ／４邋ｌ邋ｌ邐，逡逑＿２邋－邋邐邋ａ＝７ｉ／３，０＝７ｔ／３邋Ｉ邋Ｊ邐／邋Ｉ：邐｜逡逑邐邐邋ａ＝７ｔ／３，０＝７ｉ／６邋Ｉ邋ｌ邋｜邐Ｉ邋ｊ：逡逑邐一。丨丨邐ａ逡逑

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 周濤;龍桂魯;傅雙雙;駱順龍;;量子關(guān)聯(lián)簡(jiǎn)介[J];物理;2013年08期

本文編號(hào)：2767764