低維磁性材料的糾纏熵、磁性及熱力學性質研究.pdf

1、糾纏態(tài)在量子信息學中的諸多領域，都占有重要的地位，如何實現(xiàn)對其控制和操作，成為量子信息學實踐應用的關鍵，而糾纏態(tài)可用糾纏度來描述，最終可歸結為對糾纏熵（von Neumann entropy）的研究上來。 本文首先運用密度矩陣重整化群方法(DMRG)，采用一維Hubbard 模型，對量子系統(tǒng)在不同條件下的糾纏熵進行了研究。我們首先討論了在不同摻雜情況下，糾纏熵的變化規(guī)律，同時計算了電荷密度、自旋密度沿鏈的分布情況；接著又計算了系

2、統(tǒng)在保持半滿情況下，自旋密度及糾纏熵隨外加磁場的變化規(guī)律，分析并討論了它們之間的內在聯(lián)系。我們的研究對設計和合成具有高量子通信量的實際材料有重要指導意義。 研究表明，摻雜改變了鏈內電荷-電荷之間以及自旋-自旋之間的相互作用，導致電荷密度波和駐波狀自旋密度波的產生。這些沿鏈相互作用的改變使得鏈內各部位的糾纏熵也發(fā)生了變化。從計算結果可以看出，摻雜從整體上提高了系統(tǒng)的量子信息熵，從而提高了鏈間的信息交換量，有利于材料的量子信息通訊。

3、此外，對系統(tǒng)處于不同外加磁場下的計算結果分析發(fā)現(xiàn)：量子信息熵此時主要反映自旋間的相互作用，與電荷相互作用無關；外場雖能改變鏈內不同部位的糾纏熵，但是在低場下不能從整體角度改變熵的大小，也就不能用來作為提高材料的量子通信能力的方法。接著，我們嘗試采用轉移矩陣重整化群方法(TMRG)，對低維系統(tǒng)在有限溫度下的磁性、熱力學性質進行了研究，通過與實驗結果比較，分析了順磁中心離子間不同相互作用對系統(tǒng)性質的影響。研究表明：鐵磁、反鐵磁相互作用間的競