Quantum Communication Through an Unmodulated Spin Chain
我们提出了一个方案，使用未调制和不可测量的自旋链作为短距离量子通信的信道。要传输的状态被放置在链的一个旋转上，稍后在远处的旋转上以一定的保真度接收。我们首先利用我们的方案得到了任意海森堡铁磁体中任意两个位置之间量子态转移的保真度和纠缠度的简单表达式。然后，我们将其应用到可实现的情况下，一个开放的链与最近邻相互作用。量子态转移的保真度可以用离散余弦逆变换和贝塞尔函数级数表示。我们发现，在一个合理的时间内，一个量子比特可以直接传输，在整个长度的链高达80个自旋比经典的保真度更好。此外，自旋链通道允许在任意大的距离上共享可分离的纠缠。
2003-06-13 quant-ph
Duplex quantum communication through a spin chain
量子计算机内的数据复用可以允许通过共享介质同时传输多个信息流，从而最小化必要数据传输所需的信道数量。在这里，我们研究了一个双向量子通信协议，使用自旋链放置在外部磁场。在我们的方案中，Alice和Bob分别扮演发送者和接收者的角色，作为两个状态cos（θ1/2）|0> + sin（θ1/2）exp（i <$1）|1>，cos（θ2/2）|0> + sin（θ2/2）exp（i <$2）|1>通过一个通道同时传输。我们发现，在自旋链的每一端的传输保真度通常可以通过第二方的存在而增强。这对于通过自旋链网络建立双工量子通信的可行性是一个重要的结果。
2011-06-17 quant-ph
Thermal Entanglement in Ferrimagnetic Chains
导出了一维亚铁磁系统中纠缠度的计算公式。在此基础上，我们发现小尺寸自旋1/2和自旋s亚铁磁链的热纠缠对温度的依赖性是相当强的，当s足够大时，阈值温度可以任意高.这个有趣的结果明确地回答了一个基本问题：“物理系统中的纠缠和量子行为能在任意高温下生存吗？”"
2006-04-13 quant-ph
Thermal decoherence of long-distance entanglement in spin-1 chains
热纠缠是由原子与自旋为1的各向同性链的弱相互作用产生的。主要研究了纠缠的退相干。用微扰近似法解析地得到了有效哈密顿量。通过精确对角化，数值说明了有效耦合的标度行为。结果表明，在自旋不相互作用的情况下，纠缠的衰减是缓慢的。长距离热纠缠态可以作为噪声信道实现量子隐形传态。
2009-08-21 quant-ph
Thermal entanglement and teleportation in a two-qubit Heisenberg chain with Dzyaloshinski-Moriya anisotropic antisymmetric interaction
研究了在Dzyaloshinski-Moriya（DM）各向异性反对称相互作用下两量子比特Heisenberg链的热纠缠以及利用两个独立的Heisenberg链作为量子信道时的纠缠隐形传态.结果表明，DM相互作用可以激发量子纠缠和隐形传态保真度。输出纠缠度随输入纠缠度的增加而线性增加，详细给出了输出纠缠度随温度、DM相互作用和自旋耦合常数的变化关系。当DM相互作用关闭且温度较低时，通过反铁磁自旋链可以更好地实现纠缠隐形传态。然而，DM相互作用的引入可以使铁磁自旋链成为一个更好的量子信道用于隐形传态。无论是反铁磁自旋链还是铁磁自旋链，都需要模型中热态的最小纠缠来实现纠缠隐形传态。
2007-03-02 quant-ph
Two-channel spin-chain communication line and simple quantum gates
我们考虑在一个单量子位接收器中通过不同的通道连接到两个双量子位接收器中的混合态的远程创建。{假设通道是具有最近邻相互作用的自旋（量子位）链，没有施加外部场。}对于接收器相对于两个端点不对称定位的通信线路（不对称通信线路），考虑了在两个端点之间共享接收器状态空间的可创建区域的问题。基于对称通信线构造了一个实现简单功能的量子寄存器实例。在该设置中，两个接收器的初始状态分别用作输入和控制信号，而接收器在适当时刻的状态被认为是输出信号。
2017-06-07 quant-ph
Complexity of thermal states in quantum spin chains
研究了临界自旋链、非临界自旋链和量子混沌自旋链中热态的量子关联和模拟的复杂性，分别用算符空间中的量子互信息和纠缠熵表征。提出了两个量之间的一个简单的一般关系。我们发现，在所有情况下，互信息和纠缠熵饱和与系统的大小，而作为逆温度的函数，我们发现对数发散的临界情况下和非临界情况下的统一界限。本文提出了一种计算热化XY自旋链中任意熵相关量的简单有效的准精确方法。
2008-08-12 quant-ph
Magnetic field effects on the optimal fidelity of standard teleportation via the two qubits Heisenberg XX chain in thermal equilibrium
研究了外磁场作用下含磁性杂质的两量子比特海森堡XX链，计算了通过热平衡态实现标准量子隐形传态的最佳保真度.研究发现，磁性杂质和外加磁场的共同作用可以无限制地提高纠缠和量子隐形传态的临界温度。揭示了两种临界温度之间的关系。
2003-12-15 quant-ph
Quantum communication through anisotropic Heisenberg XY spin chains
研究了在横向磁场中通过各向异性海森堡XY链进行的量子通信。我们发现，对于一段时间的$t$和各向异性参数$γ$，可以转移一个状态具有相对较高的保真度。在强场区，各向异性对保真度的影响并不显著，而在弱场区，各向异性的影响非常显著。最有趣的情况是中间状态，其中保真度随时间的振荡较低，高保真度峰相对较宽。原则上，这将允许在现实环境中进行量子通信。此外，我们计算了纯度，或缠结，作为衡量一个自旋和链中所有其他自旋之间的纠缠，并发现各向异性和交换相互作用越强，在给定的时间内产生的纠缠越多。
2008-12-04 quant-ph
Efficient computation of the waiting time and fidelity in quantum repeater chains
量子通信实现了一系列经典通信手段无法实现的应用，可证明安全的通信就是其中一个主要例子。量子通信方案通过直接通信可以覆盖的距离从根本上受到通信信道上的损耗的限制。通过量子中继器，这些方案的范围可以扩展，量子中继器链原则上可以覆盖任意长的距离。在这项工作中，我们提供了两个有效的算法来确定量子中继链的端节点之间的第一个生成的纠缠对的生成时间和保真度。该算法的运行时间随着链的段数的增加而多项式增加，这改进了现有算法的指数运行时间。我们的第一个算法是概率的，可以分析包括中间纠缠蒸馏的中继器链协议的改进版本。我们的第二个算法计算的等待时间分布到一个预先指定的截断时间，具有更快的运行时间比第一个，而且是准确的机器精度。使用我们的原理验证实现，我们能够分析中继器链的数千段的一些参数制度。因此，这些算法可以作为分析未来量子互联网的大型量子中继器链协议和拓扑结构的有用工具。
2019-12-16 quant-ph
Communication at the quantum speed limit along a spin chain
自旋链一直被认为是量子信道的候选者，以促进量子通信。我们考虑了单激发沿自旋为1/2的海森堡型相互作用链的转移。我们建立在Balachandran和Gong [1]的工作基础上，并表明通过将最优控制应用于外部抛物型磁场，可以将传播速率急剧增加两个数量级。特别是，我们表明，理论上的最大传播速率可以达到，其中的激励的传播采取的形式的分散波。我们的结论是，最优控制不仅是一个有用的工具，为实验应用，但也为理论探讨的物理极限和动力学的多体量子系统。
2010-04-20 quant-ph
Thermal entanglement in $2\otimes3$ Heisenberg chains via distance between states
大部分涉及纠缠测量的工作都集中在可以由两个相互作用的量子比特建模的系统上。这是由于很少有研究提出纠缠的解析计算系统的自旋$s > 1/2$。本文首次提出了利用态间距离计算一维$2\otimes3$海森堡链中热纠缠的解析方法。我们使用Hilbert-Schmidt范数来获得纠缠。所得结果可用于计算自旋- $1/2$与自旋-$1$耦合的链中的纠缠，如亚铁磁性化合物以及二聚体-三聚体耦合的化合物。
2021-03-02 quant-ph
Nonequilibrium thermal entanglement for three-spin chain
本文研究了两端耦合的三自旋链在不同温度下的玻色子浴的动力学行为。本文构造了Born-Markov近似中主方程对链的约化密度矩阵的精确解析解。结果表明，约化密度矩阵在长时间内收敛于非平衡定态。研究了首末自旋纠缠的动力学和稳态性质。
2014-01-10 quant-ph
Thermal entanglement in a two-qubit Ising chain subjected to Dzialoshinski-Moriya interaction
研究了两量子比特伊辛链在外加磁场和Dzialoshinski-Moriya（DM）相互作用下的热纠缠.采用部分转置的负性作为纠缠度的度量，分析了磁场、DM相互作用强度和温度对纠缠度的影响。结果表明，当沿伊辛轴的DM相互作用相当大时，热纠缠可以在更高的温度下维持。纵向DM相互作用的有用性超过一个是垂直于伊辛轴，在一个可行的温度下的纠缠的操纵和控制，示出。
2014-05-12 quant-ph
Optimal quantum chain communication by end gates
固态量子计算的可扩展性依赖于量子比特与宏观世界的连接能力。量子链可以用作量子线，以保持外部控制区域的距离。然而，即使在没有外部噪声的情况下，它们的传输保真度也太低，无法确保可靠的连接。我们提出了一种通过最小限度地使用可用资源来优化保真度的方法，包括在链的末端应用合适的双量子比特门序列。我们的计划还允许在第一个激发扇区以及冷却的状态的准备。
2007-05-23 quant-ph
Quantum communication via a continuously monitored dual spin chain
我们分析了最近的协议，通过双自旋链的量子态的传输[Burgarth和Bose，物理修订版A 71，052315（2005）]的约束下，接收机的测量强度是有限的。也就是说，我们考虑的信道中的理想，瞬时和完整的冯诺依曼测量被替换为一个更现实的连续测量。我们表明，为了获得最佳性能的测量强度必须“调谐”到通道自旋-自旋耦合，一旦这样做，就能够实现与理想测量获得的传输率类似的传输率。因此，自旋链协议在测量约束下保持有效。
2007-02-04 quant-ph
Enhancement of non-equilibrium thermal quantum discord and entanglement of a three-spin XX chain by multi-spin interaction and external magnetic field
研究了两端自旋分别与两个不同温度的热库耦合的三自旋链的非平衡热量子不和谐和纠缠。在三自旋链中，除了考虑XX型最近邻两自旋相互作用外，还考虑了多自旋相互作用，并对每个自旋施加均匀磁场。我们证明了在大磁场和强多自旋相互作用下，两个自旋的极端稳态量子不和谐和纠缠总是可以产生的。结果解释了由于转换基态和第一激发态之间的大的能隙引起的热激发抑制。本研究为控制量子系统与环境之间的耦合提供了一种有效的方法。
2011-05-21 quant-ph
Entanglement in a Spin-$s$ Antiferromagnetic Heisenberg Chain
研究了任意自旋的海森堡反铁磁链- $s$中的纠缠.这种纠缠可以通过热能来证明，它等于任何可分态的最小能量。存在一个特征温度，低于该温度，存在纠缠热态。热纠缠的特征温度随自旋$s$的增加而增加。当晶格总数增加时，特征温度降低，然后趋于一个常数。这种效应表明，在有限温度下，可以在较大晶格数的真实固态系统中检测到热纠缠。从非纠缠态的可分性出发，比较了负性和纠缠见证。研究发现，热能为自旋- $s$反铁磁海森堡链中热纠缠的存在提供了充分条件.
2006-05-12 quant-ph
Thermal entanglement in a two-qubit Heisenberg XXZ spin chain under an inhomogeneous magnetic field
研究了在非均匀磁场\emph{b}作用下两量子比特海森堡\emph{XXZ}自旋链的热纠缠.我们证明了基态纠缠与\emph{z} -分量$J_{z}$的相互作用无关。随着$J_{z}$的增加，在固定温度下的热纠缠增强。严格证明了对于任意温度的\emph{T}和$J_{z}$，纠缠关于零非均匀磁场是对称的，临界非均匀磁场$b_{c}$与$J_{z}$无关.临界磁场$B_{c}$随$|b|$的增大而增大，但系统所能达到的最大纠缠值变小。
2005-09-02 quant-ph
Multipartite non-locality in a thermalized Ising spin-chain
研究了零温和有限温下横向磁场作用下各向同性伊辛环中的多体关联和非定域性。我们强调宇称诱导的差异之间的多体钟形函数，以量化的程度内的环状态的非局部性，并揭示了被动保护的多体量子相关性对热破坏的影响，这显然是相关的宏观性质的环模型。
2010-10-22 quant-ph
Thermal Entanglement in Disordered Spin Chains: Localization, Thresholds, and the Quantum-to-Classical Crossover
本研究通过解析和数值分析，揭示了无序XXZ自旋链中热纠缠受温度和局域化影响，在不同阈值下消失，并随间距指数衰减，为量子到经典转变提供了新见解。
2025-02-26 quant-ph
Local Thermal Operations and Classical Communication
Doctoral School of Exact and Natural Sciences, Jagiellonian University（雅盖隆大学精确与自然科学学院）；Faculty of Physics, Astronomy and Applied Computer Science, Jagiellonian University（雅盖隆大学物理、天文学与应用计算机科学学院）；School of Physical and Mathematical Sciences, Nanyang Technological University（南洋理工大学物理与数学科学学院）
本文提出LTOCC框架，统一远距离实验室范式与热力学限制，揭示了不同层次协议的包含关系及与半局部热操作的联系，并展示了其在检测纠缠方面的限制。
2026-02-20 quant-ph
Spin Chain Quantum Communication on a Trapped-Ion Processor
Department of Physics and Astronomy, University College London（伦敦大学学院物理与天文系）
研究远距离量子比特高效通信问题，利用囚禁离子量子处理器数字模拟自旋哈密顿量实现工程化量子通信协议，结合模拟与实验提升量子态转移保真度，实现并行Trotter分解，推动基于哈密顿量的量子通信走向实用。
2026-07-15 quant-ph
Thermalization through unitary evolution of pure states
计算了含杂质临界量子自旋链的幺正时间演化，并给出了纠缠演化。此外，我们表明，约化密度矩阵的一部分链的演变，使其光谱的保真度是非常高的相对于一个状态在热平衡。因此，在一个含有杂质的简单自旋链中，通过幺正时间演化，出现了热态。
2006-11-23 quant-ph
Thermal entanglement in a molecular chain
我们研究了偶极相互作用耦合的$N$极性分子线性链中的纠缠。在我们的模型中，最近邻相互作用占主导地位，我们计算纠缠的帮助下，两方相关纠缠措施。我们发现，在这个系统中，只有激发态是纠缠的。此外，当施加静电场时，会发生能级交叉，从而显著改变系统的纠缠特性。系统地研究了分子间距离、链的不同分区以及温度和静电场强度等物理参数对纠缠的影响，结果表明纠缠在较高的温度下仍然存在，并随电场的变化而改变其性质.
2008-09-29 quant-ph
Three-qubit Thermal Entanglement via Entanglement Swapping on Two-qubit Heisenberg XY chains
本文利用Zukowski { \it et al.}的纠缠交换方案，研究了三量子比特类GHZ热态的产生. [Ann. N. Y. Acad. Sci. { \bf 755}，91（1995）]到三对双量子位海森堡XY链。通过分析量子纠缠态作为Karlsson { \it et al.}的量子隐形传态协议中的资源时的量子隐形传态保真度，研究了三量子比特纠缠态的质量. [Phys.Rev.A { \bf 58}，4394（1998）]。我们发现，即使在原来的两个量子比特状态的热噪声被放大的纠缠交换过程中，我们仍然能够实现非经典的各向异性海森堡XY链在越来越高的温度下，通过调整外部磁场的强度。这对量子计算机的固态实现具有积极意义。
2005-06-20 quant-ph
Thermal Entanglement between Alternate Qubits of a Four-qubit Heisenberg XX Chain in a Magnetic Field
研究了在均匀磁场B作用下，四比特海森堡XX链中两个交替量子比特的纠缠。研究发现，当B接近于零时，交替量子比特之间不存在热纠缠。在一定范围内，磁场可以诱导出反铁磁和铁磁纠缠。在零温附近，随着磁场B的增加，纠缠度经历了两次突变。这是由于基态的变化。这种新的性质可以作为量子纠缠开关。系统中的各向异性也会导致两个交替量子比特之间的纠缠。
2005-01-10 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
Enhanced the thermal Entanglement in Anisotropy XYZ Heisenberg Chain
研究了在外加磁场$B$存在下，海森堡链$XYZ$中的热纠缠.在双量子比特系统中，由于引入了两个相邻自旋$J_z$的z分量的相互作用，使得临界磁场$B_c$增大.这种相互作用不仅提高了临界温度$T_c,$，而且增强了特定固定$B$的纠缠。我们还分析了三个量子比特中最近邻之间的两两纠缠。对于固定的$T$，通过控制$B$和$J_z$，成对纠缠可以是强的。PACS：03.65。乌得勒支，03.67。-a，75.10。JM
2003-06-04 quant-ph
Tuning the thermal entanglement in a Ising-$XXZ$ diamond chain with two impurities
本文研究了含两种杂质的自旋为1/2的Ising- $XXZ$金刚石结构中的局域热纠缠。在该自旋链中，我们有两个杂质，它们之间有一个分离的$XXZ$二聚体。我们重点研究了这种二聚体中的热纠缠。本文的主要目的是提供一个很好的理解的杂质在纠缠的模型的效果。该模型通过严格的传递矩阵法求解。我们的结果表明，纠缠可以通过改变该系统中的杂质参数进行调谐。此外，它表明，这种模型的热纠缠表现出明显的性能改善时，我们控制和操纵的杂质相比，没有杂质的原始模型。最后，可以操纵杂质来局部控制热纠缠，而不像原始模型那样全局控制。
2019-01-23 quant-ph
On the effects of an impurity in an Ising-$XXZ$ diamond chain on the thermal entanglement, on the quantum coherence and on the quantum teleportation
本文讨论了杂质元格对用并发度测量的热量子关联、用最近提出的$l_{1}$ -模相干性量化的量子相干性以及对Ising- $XXZ$金刚石链中的量子隐形传态的影响。这种杂质是由间隙海森堡二聚体之间的XXZ相互作用和节自旋和间隙自旋之间的最近邻伊辛耦合形成的。所有的相互作用参数都不同于链的其余部分。通过对它们的剪裁，可以控制和调谐量子纠缠和量子相干性。因此，与没有杂质的原始模型相比，该模型的量子资源--热纠缠和量子相干性--表现出明显的性能改善。我们还证明了量子隐形传态可以通过它的包含来调谐。热隐形传态的修改，以及在显着的方式，并观察到一个强大的平均保真度的增加。我们用传递矩阵法给出了精确解。
2019-08-21 quant-ph
Developing a photon-number-resolving detection chain for quantum communication protocols involving mesoscopic states of light
University of Insubria（因苏布里亚大学）；Nuclear Instruments SRL（核仪器有限公司）
本文研究了基于硅光电倍增管和14位1Gs/s数字采集系统的光子数分辨检测链，通过测试三种Hamamatsu制造的SiPM模型，系统研究了像素间距、堆叠效应和光子检测效率对检测性能的影响。
2026-09-07 quant-ph
Quantum Communication in Spin Systems With Long-Range Interactions
我们计算了通过磁偶极相互作用耦合的半无限和有限自旋链上的远距离站点之间的单个量子比特传输的保真度。我们表明，这样的系统往往比他们的海森堡最近邻耦合同行更好地执行，并紧密接近统一的系统可以达到有限链的两端之间没有任何特殊的工程系统，虽然状态转移变得缓慢的长链。我们讨论了可能的优化方法，并发现，对于任何长度，在几乎均匀的4个自旋链中获得通信质量和速度之间的最佳折衷。
2007-11-29 quant-ph
Exploiting Quench Dynamics in Spin Chains for Distant Entanglement and Quantum Communication
我们提出了一种方法，纠缠显着的远端自旋链使用最小的控制。如果晶格具有最近邻XXZ相互作用，则这种远距离单个自旋之间的纠缠仅通过利用具有Neel阶的初始混合态的动力学来实现。不需要控制单个自旋，也不需要设计耦合或全局脉冲。该方法只需要一个初始的非绝热开关（淬火）之间的两个哈密尔顿其次是第二哈密尔顿的演变。该计划是强大的随机性的耦合以及有限的适当的淬火，并可能在各种实验装置中实施，从原子在光晶格约瑟夫森结阵列。
2009-07-13 quant-ph
Efficient transfer of entanglement along a qubit chain in the presence of thermal fluctuations
量子通信需要高精度的量子态传输。在这里，我们考虑沿着量子比特链的纠缠传输。一系列涉及连续量子位对的SWAP操作可以沿着链传输纠缠。我们报告说，上述门的保真度有一个最大值对应的驱动振幅的最佳值，在存在驱动诱导的退相干。为了考虑环境效应，我们使用先前报道的波动调节量子主方程[A. Chakrabarti和R. Bhattacharyya，Phys.Rev.A97，063837（2018）]。最佳驱动振幅的存在意味着在开放量子系统上的这一系列SWAP操作将具有最佳的纠缠传输速度。
2022-01-27 quant-ph
Quantum versus thermal fluctuations in the harmonic chain and experimental implications
量子力学谐振子的非零基态能量意味着在势的最小值附近的量子涨落，其均方值与普朗克常数成正比。在经典力学中，当振荡器与温度为$T$的热浴耦合时，会发生热涨落。在有限温度下，量子统计力学允许描述从$T=0$的纯量子涨落到高温极限的经典热涨落的过渡。Peierls早期指出，{ \it谐波链}中的均方热涨落随链中原子的距离{ \it}线性增加，破坏了长程晶序。相应的纯量子涨落导致{ \it对数}随距离链固定端的增加而缓慢得多。它还表明，这意味着，例如，在零温度下，在无限链中的X射线散射中没有尖锐的布拉格峰，而不是表现出典型的一维量子液体（称为{ \it Luttinger液体}）的幂律行为。
2020-08-25 cond-mat.stat-mech quant-ph
Locality of temperature in spin chains
在传统热力学中，温度是一个局部量：一个大型热系统的一个子系统处于与原系统相同温度的热状态。然而，对于强相互作用的系统，温度的局部性被打破了。我们研究了将有效热态与任意有限维相互作用自旋粒子的无限链子系统联系起来的可能性。我们研究了这种有效热态的定义中的相关性和临界性的影响，并讨论了热量子系统的经典模拟的可能影响。
2015-10-09 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermal control across a chain of electronic nanocavities
我们研究了一系列交替的热和冷电子纳米腔-通过共振隧穿量子点相互连接-旨在实现整个链的精确热控制。这是通过定位点的能级来实现的，使得在稳定状态下在整个链上实现热流的预定分布。每个腔中的电子数在稳定状态下是守恒的，这限制了腔的化学势。我们确定这些化学势分析的线性响应制度，点的共振能级和相邻的化学势之间的能量差是远远小于热能。在这种情况下，可以精确地解决热控制问题，而在一般情况下，热控制只能在相对意义上实现，也就是说，当人们只预先指定不同热流之间的比率时。我们将我们的结果应用到两种不同的情况下：我们首先证明了“热开关”可以很容易地实现与三个耦合腔，然后我们表明，我们的线性响应结果可以提供准确的结果，在大量的腔的情况下。
2021-08-05 cond-mat.mes-hall quant-ph
Thermal entanglement of one-dimensional Heisenberg quantum spin chains in magnetic fields
利用Jordan-Wigner变换精确求解了S = 1/2 XY链在横向磁场中的热成对纠缠。发现TE在一个与场无关的温度Tc~0.4843J处消失。提出了一个热量来证明纠缠态。利用转移矩阵重整化群方法研究了S = 1/2反铁磁-铁磁（AF-F）海森堡链的TE，发现AF和F相互作用耦合的自旋TE有明显的不同.观察到F相互作用耦合自旋的场致TE的消失温度随磁场的变化而变化。利用平均场论对所得结果进行了进一步的验证和分析。
2009-07-02 cond-mat.str-el quant-ph
Excited-state entanglement and thermal mutual information in random spin chains
激发本征态（或热混合态）的纠缠特性很难用传统的分析方法研究。我们使用最近开发的实空间重整化群技术的激发态（“RSRG-X”）的随机自旋链的方法解决这个问题。对于随机$XX$和量子Ising链，当它们的（无限随机）临界基态的纠缠熵具有对数发散时，我们证明了激发态的纠缠熵保持对数发散，而热混合态的互信息不保持对数发散.然而，在$XX$的情况下，由于激发本征态的简并性，对数发散系数从普适基态值扩展到普适区间。这些模型在具有自由费米子表示的意义上是非相互作用的，允许对我们的分析预测进行强有力的数值检验。
2014-12-11 cond-mat.dis-nn quant-ph
Closed and Open System Dynamics in a Fermionic Chain with a Microscopically Specified Bath: Relaxation and Thermalization
我们研究了一个一维量子系统中的热化，该系统由一个非相互作用的费米子链组成，链的每个位点都与一个额外的浴位点耦合。利用密度矩阵重整化群算法，我们研究了量子猝灭后链中观测量的时间演化。对于低密度，我们表明，中间的时间动力学可以定量描述的一个系统的耦合运动方程。对于更高的密度，我们的数值计算结果表明，在中间的时间和充分热化的巨正则系综局部观测的预热化。对于一个弱浴链耦合的情况下，我们发现，特别是，费米动量分布在链中的平衡，尽管在我们的模型似乎过于简化浴。
2013-03-12 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Exact solution of Markovian master equations for quadratic fermi systems: thermal baths, open XY spin chains, and non-equilibrium phase transition
本文将三次量子化方法推广到用4 n × 4 n矩阵对角化的方法统一精确地处理n个费米子二次系统的Redfield和Lindblad主方程。从Redfield方程出发，详细分析了非平衡热驱动。我们解释如何计算所有物理相关的量，如非平衡期望值的本地观测，各种熵或信息措施，或时间演化和性质的放松。我们还讨论了如何确切地处理显式时间相关的问题。然后，一般的形式主义，研究热驱动的开放XY自旋1/2链。我们发现，最近提出的非平衡量子相变在开放的XY链生存的Redfield模型内的热驱动。特别是，长程磁相关的相位可以通过非平衡稳态对外部（浴或体）参数的超敏性来表征。研究的热传输，我们发现足够强的热驱动的负热导，以及非单调依赖的热流浴耦合的强度。
2009-10-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Thermal and quantum fluctuations in chains of ultracold polar molecules
超冷极性分子，在高度各向异性的陷阱和通过排斥偶极势相互作用，可以在高密度下形成一维链。根据经典理论，在低温下，存在一个临界密度值，在该临界密度值处，发生从线性链到锯齿形链的二级相变。我们用经典和量子Monte Carlo方法研究了热涨落和量子涨落对这些自组织结构的影响，并计算了对关联函数和静态结构因子。取决于参数，这些函数表现出典型的晶体或液体系统的特性。我们比较了热和量子结果，确定类比和差异。最后，我们讨论了量子涨落对线性-锯齿形跃迁影响的实验参数范围。
2009-03-09 cond-mat.mes-hall quant-ph
Intracity quantum communication via thermal microwave networks
经过验证的安全量子信道上的通信是当前开发的量子技术的最广泛应用之一。人们普遍设想，在未来的量子网络中，包含静态固态或原子量子比特的分离节点通过在大距离上交换光子来连接。在这项工作中，我们探索了一种有趣的替代量子通信通过全微波网络。为了使这成为可能，我们描述了一个通用的协议，通过热通道发送量子态，即使在通道中的热光子的数量远远大于一个。该协议可以用最先进的超导电路来实现，并且能够通过冷却到仅T=4K的微波传输线在~100 m的距离上传输量子态。这为建筑物内和建筑物之间的量子通信开辟了全新的可能性，从而为仅基于微波技术的城市内部量子网络的实现开辟了新的可能性。
2017-03-29 cond-mat.supr-con quant-ph
Simultaneous multiple-users quantum communication across a spin chain channel
在量子计算机的不同寄存器之间传输量子态时，自旋链的时间演化被广泛研究。然而，在大多数这些协议中，每次只有一对发送器-接收器可以共享信道。这显著地限制了许多用户的网络中的通信速率，因为他们只能顺序地通过他们的公共数据总线而不是全部同时通信。在这里，我们提出了一个协议，其中多个用户可以同时共享自旋链通道，而不会有不同的当事人之间的串扰。这是通过适当地调整哈密顿量的局部参数来实现的，以经由系统的一组不同的能量本征态来调解每对用户之间的有效相互作用。我们介绍了三种不同层次的哈密顿调谐策略，每一种都可能适用于不同的物理平台。所有这三种策略都提供了非常高的传输可靠性，串扰非常小。我们特别表明，我们的协议可以在实验上实现目前可用的超导量子模拟器。
2020-07-17 cond-mat.str-el quant-ph
Effective thermal dynamics following a quantum quench in a spin chain
研究了量子伊辛模型在横场突然猝灭后的非平衡动力学。我们着重于现场的自相关函数的序参量，并提取相位相干时间$τ^ϕ_Q$从其渐近行为。我们表明，初始状态决定$τ^ϕ_Q$只有通过一个有效的温度设置其能量和最终的哈密顿量。此外，我们观察到，$τ^ϕ_Q$的有效温度的依赖性相当同意在热平衡作为平衡温度的函数得到的。
2009-03-27 cond-mat.stat-mech quant-ph
Exact Thermal Eigenstates of Nonintegrable Spin Chains at Infinite Temperature
本文构造不可积自旋链在无限温度下的精确热本征态 EAP，并证明其局域性质等价于 Gibbs 态且对应 Hamilton 量可不可积，为 ETH 提供可证明范例。
2024-10-24 cond-mat.stat-mech quant-ph
Rabi oscillations of solitons in spin-chains: a new route to quantum computation and communication
我们首次证明了各向同性海森堡链（简单反铁磁-Néel或自旋-Peierls）中平移对称性的局域破缺所钉扎的自旋孤子的相干性和Rabi振荡，证明了这些由数百个耦合自旋组成的关联自旋系统具有总自旋S=1/2，并且可以作为单个自旋来操纵.这显然与所有已知的自旋量子比特相反，自旋量子比特是顺磁中心，高度稀释以防止退相干。这些结果为自旋量子比特提供了一种替代方法，为实现新型量子计算机铺平了道路。
2014-08-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el quant-ph
Exact thermal properties of free-fermionic spin chains
在完备的希尔伯特空间中，用初等代数方法给出了有限温度下可积自旋链的精确描述。我们专注于自旋链模型，承认在自由费米子的描述，包括典型的例子，如一维横向场量子伊辛和XY模型。精确的配分函数推导和比较无处不在的近似，其中只考虑正宇称部门的能谱。在低温下的临界点附近识别出这种近似产生的误差。我们进一步提供了广泛的一类观测量在热平衡的完整计数统计，并详细描述了在横向场量子伊辛链的扭结数和横向磁化的热分布。
2021-07-19 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Eigenstate Thermalization and its breakdown in Quantum Spin Chains with Inhomogeneous Interactions
本研究针对线性非均匀相互作用的自旋-1/2 XXZ链，通过能级统计、局域可观测量矩阵元、纠缠熵动力学等分析，揭示非均匀性可引发本征态热化假说（ETH），强非均匀性则导致其破缺，并提出超冷原子实验实现方案。
2025-06-17 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
The eigenstate thermalization hypothesis in constrained Hilbert spaces: a case study in non-Abelian anyon chains
许多相的物质，包括超导体，分数量子霍尔流体和自旋液体，描述规范理论与约束希尔伯特空间。然而，热化和量子统计力学的适用性主要是在无约束希尔伯特空间中研究的。在这篇文章中，我们调查是否限制希尔伯特空间允许局部热化。具体来说，我们探讨本征态热化假设（ETH）是否在固定的斐波那契任意子链中成立，这是一个有代表性的案例研究。我们首先建立约束希尔伯特空间承认的概念的地方，通过显示的影响，测量在空间中呈指数衰减。这表明这些约束并不妨碍热化。然后，我们提供了数值证据，ETH持有的对角和非对角矩阵元素的各种本地观测在一个通用的无序不可积模型。我们还发现，某些非局部观测服从ETH。
2016-07-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
Emergent Thermalization Thresholds in Unitary Dynamics of Inhomogeneously Disordered Quantum Systems
Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究所）
研究揭示不均匀无序量子系统中热化阈值的涌现，通过单元ary动力学分析不同无序强度下的热化行为。
2026-01-18 cond-mat.dis-nn cond-mat.stat-mech quant-ph
Quantum Communication through Spin Chain Dynamics: an Introductory Overview
我们提出了一个介绍性的概述，使用自旋链量子线，最近已发展成为一个话题的生动的兴趣。主要的动机是在不诉诸光学的情况下连接量子寄存器。自旋链是永久耦合的一维自旋系统。当把一个量子态放在它的一端时，如果自旋通过交换相互作用耦合，那么这个态将以一定的效率动态地传输到另一端。为此目的，不需要在链条的主体上进行外部调制或测量，除非可能在最末端。然而，对于最简单的（均匀耦合的）链和最简单的编码（单量子比特编码），色散降低了传输的质量。我们提出了不同的小组提出的各种替代方案，以实现完美的量子态转移通过自旋链。最后，我们简要讨论了这个主题发展的各个方向。
2008-02-08 cond-mat.other cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el
Thermalization of exact quantum many-body scars in spin-1 XY chain under perturbation
研究spin-1 XY链中量子多体疤痕在扰动下的热化行为，揭示其稳定性及长程秩序的衰减特性。
2025-12-01 cond-mat.stat-mech cond-mat.str-el quant-ph
