Quantum correlations of Two-Qubit XXZ Heisenberg Chain with Dzyaloshinsky-Moriya interaction coupled to bath spin as non-Markovian environment
研究了两个自旋为1/2的量子比特在$z$ -方向的局部外磁场作用下的量子关联(纠缠和量子不和谐)动力学.我们发现,随着$D_{z}$的增大和$J_{z}$的减小,反铁磁和铁磁材料的纠缠度和量子不协调度都增大。不,这种增长更多的是铁磁材料。此外,我们还发现,随着温度的升高和还原体系与浴之间的耦合常数的增大,纠缠和量子不协调减小。但是,巴斯自旋内部的强量子关联降低了退相干效应。我们讨论了中心自旋的组成材料的类型,它可以加速量子信息处理,因此,我们认为可以通过正确选择约化系统($J$,$J_{z}$,$D_{z}$)的属性来改善和控制量子信息处理。
2012-05-01 quant-ph
Disentanglement dynamics of interacting two qubits and two qutrits in an XY spin-chain environment with the Dzyaloshinsky-Moriya interaction
研究了在Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用下,两个耦合量子比特和量子比特与一般XY自旋链环境均匀相互作用的解纠缠动力学。得到了时间演化算符的精确表达式,分析了退相干因子的动力学过程。通过显式计算纠缠度和负纠缠度,研究了两个耦合中心自旋从不同初始纯态演化而来的退纠缠行为,发现它们与非关联中心自旋的退纠缠行为有很大的不同,特别是引入中心自旋系统的自哈密顿量可以打破由周围环境的量子临界性引起的纠缠增强衰减.此外,DM相互作用对纠缠度的衰减有不同的影响,这取决于系统-环境耦合的强度、环境自旋链的各向异性、横向磁场的强度以及中心自旋系统初态的显式形式.
2011-11-18 quant-ph
The entanglement dynamics of interacting qubits embedded in a spin environment with Dzyaloshinsky-Moriya term
研究了自旋环境中两个相互作用量子比特的纠缠动力学,该环境由具有Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用的XY模型描述。研究了不同系统参数下环境噪声和比特间耦合对纠缠产生的竞争效应。我们发现,在量子临界点(QCP)的弱耦合区,纠缠的产生被显著抑制。然而,在QCP纠缠产生的抑制可以通过增加DM相互作用和通过减少自旋链的各向异性来补偿。在弱耦合区以外,当体系-浴槽耦合等于外加磁场时,存在共振峰。我们把共振峰的存在归因于自哈密顿量的平带。这些峰对各向异性参数和DM相互作用高度敏感。
2011-10-05 cond-mat.str-el quant-ph
Effects of the Dzyaloshinsky-Moriya interaction on nonequilibrium thermodynamics in the $XY$ chain in a transverse field
研究了各向异性$XY$自旋链中Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用对非平衡热力学的影响.通过分析计算系统的功分布和不可逆熵产生的统计性质,研究了DM相互作用对不同温度下不同参数系统的非平衡热力学的影响.我们发现,取决于系统的各向异性和温度,DM相互作用可能会有不同的非平衡热力学的影响。有趣的是,由DM相互作用引起的临界线可以通过非平衡热力学性质来揭示。此外,我们的研究结果表明,DM相互作用的强度可以通过研究非平衡热力学实验检测。
2018-08-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
On the quantum correlations in two-qubit XYZ spin chains with Dzyaloshinsky-Moriya and Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony interactions
考虑了在非均匀磁场中具有反对称Dzyaloshinsky-Moriya和对称Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony交叉相互作用的各向异性Heisenberg双自旋1/2模型在热平衡下的运动.利用群论方法,我们找到了15个自旋哈密顿算符和同样多的相应的吉布斯密度矩阵(量子态),它们的本征值仅通过平方根表示。我们还发现了连接这15个态集合中的9个的局域幺正变换,其中一个是X量子态。由于X态的量子相关性如量子纠缠、量子不和谐、单向量子功亏损等是已知的,这允许获得来自九态家族的任何成员的量子相关性。此外,我们表明,其余的六个量子态是可分离的,他们也连接的本地幺正变换,但是,然而,现在的情况下,与已知的相关性超出纠缠一般是不可用的。
2021-03-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
High precision measurement of the Dzyaloshinsky-Moriya interaction between two rare-earth ions in a solid
我们报告的直接测量成对反对称交换相互作用,被称为Dzyaloshinsky-Moriya相互作用(Dzyaloshinsky-Moriya interaction),在Nd 3+掺杂的YVO 4晶体。为此,我们介绍了一种宽带电子自旋共振技术与光学检测方案,它选择性地检测只有一个Nd 3 +-Nd 3+对。使用这种技术,我们可以完全确定自旋-自旋耦合张量,使我们能够通过实验确定自旋矢量的强度和方向。我们相信,这种能力,以充分确定相互作用的哈密顿量是感兴趣的研究众多的磁现象,其中的磁相互作用是至关重要的,包括多铁性。我们还检测到一个单重态-三重态跃迁的对,具有高度抑制的磁场依赖性,这表明这样的系统可以形成单重态-三重态量子比特与长的相干时间的量子信息应用。
2016-05-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.other quant-ph
Dynamics of quantum correlations for two-qubit coupled to a spin chain with Dzyaloshinskii-Moriya interaction
研究了两个自旋量子比特在Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用下耦合到自旋链上的量子不和谐和纠缠动力学。本文用数值方法和解析方法研究了在一类$X-$结构态中制备的两量子比特的量子不协调和纠缠随时间的演化。在从纯态演化的情况下,量子关联在环境的临界点在很短的时间内衰减到零。在从混合态演化的情况下,发现由于环境的量子临界行为,量子不协调可能达到最大,而在相同条件下纠缠消失。此外,我们还观察到当单个量子比特与环境相互作用时,经典退相干与量子退相干之间的突变。在这两种情况下,还考虑并揭示了DM相互作用对量子关联的影响。它能增强量子关联的衰减,并且各向异性参数能加强它对量子关联的影响。
2011-09-26 quant-ph
Optimal teleportation via thermal entangled states of a two-qubit Heisenberg Chain
研究了在Dzyaloshinsky-Moriya(DM)各向异性反对称相互作用下,通过两量子比特海森堡XXX链的热态实现基于Bell测量的最优隐形传态,得到了最优幺正变换.给出了输出态和量子态保真度的显式表达式,并与标准协议的输出态和量子态保真度进行了比较。结果表明,在该方案中,量子隐形传态的保真度总是较大的,并在零温度下达到单位保真度。DM相互作用可以在有限温度下提高隐形传态的保真度,而不是在标准协议中的相互作用的效果。其他类型的各向异性的情况下也进行了讨论。
2009-05-30 quant-ph
Quantum Fisher information and skew information correlations in dipolar spin system
量子费舍尔信息(QFI)和偏斜信息(SI)在量子资源理论中起着关键作用。了解物理系统中的这些测度在状态参数估计和量子精密测量中具有实际意义。本文考虑了一对自旋为1/2的粒子,它们通过偶极相互作用和Dzyaloshinsky-Moriya(DM)相互作用耦合,作为量子信息的物理载体。研究了自旋为1/2的粒子对系统热平衡态的二分非定域关联,用局域量子不确定度(LQU)和局域量子费舍尔信息(lQFI)表征.研究了偶极耦合常数对量子关联量词的影响。DM相互作用大大增强了系统中的量子关联,而温度往往会消除量子关联的量。
2020-11-11 quant-ph
Quantum discord for two-qubit CS states: Analytical solution
我们找到了一个通用的局部酉(正交)变换,它把任意中心对称(CS)密度矩阵ρ_{CS}变换成X密度矩阵ρ_X:H \otimes Hρ_{CS}H \otimes H=ρ_X,其中H是Hadamard变换.由于量子不和谐在局域么正变换下是不变的,这个显著的性质允许使用相应的众所周知的X态公式以解析形式得到一般两量子比特CS态的不和谐。从最近的文献中提供的具有CS密度矩阵的系统的示例,包括具有Dzyaloshinsky-Moriya相互作用的XXZ自旋模型、封闭纳米孔中的自旋携带粒子的气体以及伪纯态族。
2013-04-15 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum entanglement in the anisotropic Heisenberg model with multicomponent DM and KSEA interactions
利用群论方法,我们在外加磁场和Dzyaloshinsky-Moriya(DM)和Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony(KSEA)相互作用的多个分量下,发现了一个两自旋1/2海森堡系统的四个九参数量子态.对已发现的量子态,导出了形成纠缠的精确解析公式,研究了DM和KSEA相互作用对纠缠行为和退纠缠区形状的影响。讨论了多粒子系统的约化密度矩阵与双比特量子态之间的联系。
2021-03-02 cond-mat.stat-mech quant-ph
Effects of DM and KSEA interactions on entanglement, Fisher and Wigner-Yanase information correlations of two XYZ-Heisenberg-qubit states under a magnetic field
本研究采用纠缠负度、LQU和LQFI表征磁场及DM、KSEA相互作用下两XYZ-海森堡量子比特态的热纠缠,分析不同磁序下DM参数的影响,并结合Kraus算子发现LQFI在退相干下鲁棒性更强且存在退相位冻结现象。
2024-10-09 quant-ph
Behavior of quantum discord, local quantum uncertainty, and local quantum Fisher information in two-spin-1/2 Heisenberg chain with DM and KSEA interactions
研究了具有Dzyaloshinsky-Moriya(DM)和Kaplan-Shekhtman-Entin-Wohlman-Aharony(KSEA)相互作用的两量子比特Heisenberg XYZ模型在热平衡下的动力学行为.导出了局域量子不确定度(LQU)和局域量子费舍尔信息(LQFI)的解析表达式。使用现有的熵量子不和谐的表达式,我们进行了比较研究,这些措施的非经典相关。我们的分析表明:对于不同的系统参数值,三种量子关联的测量都具有相似的定性甚至定量的温度行为,在参数空间中存在对应于局部关联随温度增加的区域,并且在相互作用参数的某些值处量子关联行为发生突变。
2022-01-19 cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Otto heat engines on XYZ spin working medium with DM and KSEA interactions: Operating modes and efficiency at maximal work output
本研究针对含DM、KSEA相互作用及非均匀磁场的双自旋1/2 XYZ量子奥托热机,分类其工作模式,估算不同参数下最大功率效率,发现存在效率超Novikov值的情况,还揭示了总功的新局部极小点并分析其成因。
2023-01-19 cond-mat.other quant-ph
Spin Vector Potential and Spin Aharonov-Bohm Effect
Nankai University(南开大学)
本文提出自旋矢量势概念,通过思想实验验证其存在,并解释自旋间相互作用,预测新型自旋-轨道相互作用。
2022-11-14 quant-ph
Intrinsic decoherence effects on correlated coherence and quantum discord in XXZ Heisenberg model
本文研究XXZ海森堡模型中内禀退相干对关联相干和量子失协的影响,考虑外磁场、DM和KSEA相互作用,发现量子资源衰减行为依赖于初始EWL态参数,为设计具有量子优势的系统提供指导。
2022-11-09 quant-ph
Local quantum Fisher information and local quantum uncertainty for general X-states
本文研究非均匀磁场下具有DM和KSEA相互作用的XYZ模型,推导一般X态的LQFI和LQU公式,发现温度变化时量子关联的突然转变及序列转变现象。
2023-03-07 cond-mat.stat-mech quant-ph
Fidelity susceptibility in the two-dimensional spin-orbit models
我们用保真度磁化率和约化保真度磁化率研究了二维自旋轨道模型中的量子相变。利用保真度磁化率确定了正方晶格上具有Dzyaloshinsky-Moriya相互作用的二维Heisenberg XXZ模型中的阶-阶相变.保真度磁化率的有限尺寸标度在临界点处呈现幂律发散,这表明量子相变是二级的。六角晶格上Kitaev-Heisenberg模型的保真度磁化率证明了两种不同类型的量子相变。利用二维量子罗盘模型的对称性,得到了约化保真度磁化率的简单解析表达式。与基态能量的导数相比,保真度磁化率对相变的敏感性稍高。临界态下约化保真度磁化率的标度行为违反幂律,表明量子相变属于一级相变。我们的结论是,保真度磁化率和减少保真度磁化率表现出很大的优势,以表征不同的量子相变的自旋轨道模型。
2011-11-22 cond-mat.str-el quant-ph
Quantum response to time-dependent external fields
最近,显式实时动力学已在各种系统中进行了研究。这些量子力学动力学可以为信息处理提供新的方法。我们研究了含时外场下的量子动力学,探讨了如何控制量子态,以及如何使量子态达到目标态。在这里,我们研究了一个纯量子力学动力学,量子蒙特卡罗模拟中的动力学和量子主方程中的动力学。对于控制磁状态,与磁化强度不对易的算子是重要的。我们研究了横向伊辛模型的情形,比较了热涨落和量子涨落的性质。我们还研究了Dzyaloshinsky-Moriya相互作用的情况下,我们发现一个特殊的能级结构。此外,我们研究了巡游磁态的情况下,我们研究了从莫特绝缘体到长冈铁磁态的变化。耗散的影响也进行了讨论。
2009-01-21 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
A Study on Thermal Quantum Resources and Probabilistic Teleportation in Spin-1/2 Heisenberg XYZ+DM+KSEA Model under Variable Zeeman Splitting
本研究针对含DM、KSEA相互作用的热态自旋1/2海森堡XYZ模型,分析量子资源层级及磁场、相互作用对量子相干、关联与隐形传态保真度的影响,揭示了信道量子特性与传态保真度的复杂关联。
2024-09-15 quant-ph
Magnetic Dipolar Quantum Battery with Spin-Orbit Coupling
Hamad Bin Khalifa University(哈马德·本·哈利法大学);Hassan II University(哈桑二世大学);New York University Shanghai(纽约大学上海分校);East China Normal University(华东师范大学);New York University Abu Dhabi(纽约大学阿布扎比分校);New York University(纽约大学);The University of Adelaide(阿德莱德大学);Institute for Research in Fundamental Sciences (IPM)(基础科学研究所)
研究磁偶极系统中塞曼分裂、DM和KSEA相互作用对量子资源及量子电池性能的影响,发现塞曼分裂增强ergotropy和存储容量,KSEA保持相干性,NMR可作为实验平台。
2025-10-27 quant-ph
Ergotropy and capacity optimization in Heisenberg spin-chain quantum batteries
本研究基于含DM、KSEA相互作用的海森堡自旋模型,推导量子电池的最大可提取功、ergotropy与容量的解析关系,分析自旋构型、温度、相互作用强度及量子相干性对性能的影响,为自旋基量子电池优化提供理论支撑。
2024-11-01 quant-ph
Generation and robustness of non-local correlations induced by Heisenberg XYZ and intrinsic decoherence models: (x,y)-spin-orbit interactions and $x$- magnetic field
本文利用米尔本内禀退相干模型,研究海森堡XYZ与x,y方向自旋轨道相互作用及x方向磁场对非局域关联产生与鲁棒性的影响,发现增强相互作用和磁场可提升关联并调节其退化。
2024-05-27 physics.atom-ph quant-ph