Collective Decay Induced Entanglement


最近我在想是否纯粹的耗散过程也可以导致量子纠缠。开始我走错了方向,折腾了半天发现是错误的。最近看到了两篇文献,发现这个问题已经被解决了。这两篇文献如下:quant-ph/0604020 和 quant-ph/0604053。

很显然,耗散会使得量子态的相干性丧失,但是它不是一定可以让纠缠丧失。段路明和郭光灿在1997年就发现两个原子如果处于某个特殊的纠缠状态时,考虑原子态的强度集体衰减,会发现这个量子态不会退相干(PRL 79, 1953 (1997))。这两篇文章实际上就是在段路明他们的文章的基础上的一个推广。第一篇文章他们考虑原子初态处于保持相干的纠缠态和不保持相干的纠缠态的叠加态,初始时原子是没有纠缠的。但是随着耗散的进行,不保持相干的纠缠态将会耗散最后降到基态,而保持相干的纠缠态那部分会一直不变。最后得到的是一个含有纠缠态成分的混合态。第二篇文章考虑的是两个原子初态处于纠缠态,原子之间也有直接的偶极相互作用。他们集体耗散过程中,由于偶极相互作用的存在,原子间的纠缠会很快降为零,然后过一段时间,又重新出现纠缠。这也应该是由于偶极相互作用,原子态中出现了保持相干的纠缠态的成分。

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7 Comments

  1. 其實我還蠻好奇你們是怎麼看待這些 pre-print,在沒有任何人背書的情況下,不覺得有點不夠安心嗎?

    雖然說自己的細心閱讀就是一種背書,但在大量的數學證明背後,很難說不會漏掉什麼。

  2. 其实这些预印本的作者就是品质的保证。这篇日志中提到的两篇论文的作者都是在这个领域做出过不少好的工作的。更加关键的是,看完论文后我确定从物理上它是正确的,里面的数学推导过程并不是最重要的。并不是每一篇论文我都会完全重复其中的推导过程,关键是理解他们做这个工作的动机,物理思想和得出的结论,为自己的工作提供参考。

  3. 你說得對。不過如果如果要向其他的(子)領域借成果時該怎麼辦?

    我的意思是,我們未必總是能以名聲來輔助判斷,難保不會有默默無名的學者,或者我們並不清楚有名與否的它領域學者,做出了我們所需要的輔助成果;又或者,受其啟發,推廣或者修改其結果引入自己的領域。

    總覺得有點不安心,尤其是身邊沒有的團隊可資討論時,又更加不安了。

  4. 如果我想从其它领域借鉴的话,我会找这个领域的专家与他讨论。我会想办法先学点基础知识,然后再开始看文献。不过我不会轻易的跳出自己的领域去其它领域寻找灵感的。我想更加自然的途径是看那种包含有自己领域也含有自己不熟悉的领域的内容的论文,这样可以搭起两个领域的桥梁,不至于让自己无从下手。

    至于不知名的学者做出了正好自己需要的结果而自己不知道,那就没有办法了。因为阅读量是有限的,为了更加高效的了解最新进展,只能优先选择那些有名的学者的论文。另外多与同学同行交流也能够让自己发现那些有价值的论文,多少可以弥补一点。

  5. 恩。不過我這個領域的台灣學者對 arXiv.org 這類服務似乎接受度不甚高。我聽過的學者似乎很少有將自己的預印本放在上面的。

    某些期刊審稿時間奇久,之前還聽過一篇審了四年才刊登的。其實如果能夠把 submit 的文章先放在網路上相信一定對知識散佈上頗有幫助。

  6. 不知道你是否知道俄国人Perelman对Poincar\’e猜想的证明?他的工作就是发在arxiv预印本上的,直到现在也没有在正式刊物上发表。现在人们已经认可了他的工作。
    http://arxiv.org/PS_cache/math/pdf/0211/0211159.pdf
    http://arxiv.org/PS_cache/math/pdf/0303/0303109.pdf
    http://arxiv.org/PS_cache/math/pdf/0307/0307245.pdf

    当然,arxiv在物理学,尤其是高能物理,量子物理领域影响远远比在数学,计算机科学上大。

  7. […] 论文的想法源自我去年4月底看到的一篇论文。作者给出了一个非常让人惊讶的结果:通过绝热的操纵压缩库参数,原子内部能级中产生了Berry相位,同时原子的相干性没有消失。当时我刚刚完成了几个失败的尝试:一个尝试是用经典的驱动光照射两个二能级原子,从而使得它纠缠起来,或者完成一个量子逻辑门操作;另外一个是,让原子通过与库耦合,耗散到Bell态。这些想法虽然都失败了,可是当我发现了这篇通过控制环境引入Berry相位的论文后,我马上就猜测,它应该可以用来实现两个qubit的控制相位门。这也算是失败的尝试给我带来的某种直觉吧。错误与失败都是做研究中不可避免的,善加利用它们,也许会给人新的启发。当时我就把这个工作在繁星客栈上报道过,也大致描述了一下自己的想法,并得到了sage兄不少宝贵的建议。 […]

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