درهمتنیدگی کوانتومی و گذار فاز کوانتومی دوبخشی و چندبخشی در چگاله بوز- انیشتین

نوع فایل :word

تعداد صفحات :۱۰۵

درهم­ تنیدگی یک خصیصه‌ی بنیادی مکانیک کوانتومی است که تفاوت اساسی بین فیزیک کلاسیکی و کوانتومی را تعیین می‌کند. حالت‌های درهم­ تنیده بیانگر نوعی همبستگی کوانتومی غیرموضعی بین زیرسیستم‌ها است وکاربردهای فراوانی در تئوری اطلاعات کوانتومی دارد. تحقیقات گسترده‌ای روی حالت‌های درهم­ تنیده انجام شده است که یکی از نتایج قابل توجه، شناخت درهم ­تنیدگی به عنوان یک منبع است، مانند انرژی که می‌تواند برای اجرای کارهای دلخواه فیزیکی مورد استفاده قرار بگیرد. در واقع درهم ­تنیدگی همانند پتانسیل در فرآیندهای فیزیکی عمل می‌کند و دارای مقدار کمّی است. هر تابعی که مقدار کمّی درهم ­تنیدگی را مشخص کند، معیار درهم­ تنیدگی نامیده می­شود. معمولا برای محاسبه­ ی درهم­ تنیدگی از تابع توافق استفاده می­شود که این تابع، عددی بین صفر و یک است، به طوریکه مقدار صفر بر درهم­تنیده نبودن سیستم و مقدار یک بر بیشینه­ ی درهم تنیدگی دلالت می­کند.اگرچه درهم ­تنیدگی یک منبع کلیدی از فرآیند اطلاعات کوانتومی است اما در سال­های اخیر مشخص شده است که سیستم­های همبسته­ ی کوانتومی فقط مختص به درهم ­تنیدگی نیست، بلکه سیستم­های بدون درهم­ تنیدگی هم می­توانند جزء سیستم­های همبسته­ ی کوانتومی به حساب آیند که تحت عنوان ناسازگاری کوانتومی شناخته می­شوند. ناسازگاری کوانتومی نوعی از همبستگی کوانتومی است که به عنوان اختلاف بین اطلاعات متقابل کوانتومی و همبستگی کلاسیکی در یک سیستم دو بخشی تعریف می­شود. به طور کلی، این همبستگی با درهم­تنیدگی تفاوت دارد و ناسازگاری کوانتومی ممکن است برای حالت­های مجزای ویژه ­ای غیرصفر باشد درحالی که سیستم درهم­ تنیده نیست. در نمونه­ های ساده­ای از سیستم­های دو بخشی کوانتومی، همبستگی­های کوانتومی دارای کاربردهای مهمی در تئوری اطلاعات کوانتومی می­باشند. تاکنون، ناسازگاری کوانتومی تنها برای رده ­های محدودی از سیستم­های کوانتومی دو کیوبیتی محاسبه شده است و بیان آن برای حالت های کلی کوانتومی ناشناخته است. ناسازگاری کوانتومی را می­توان در سیستم­های دو بخشی و چند ­بخشی کوانتومی فرمول­ بندی کرد. از آنجا که ریشه ­ی نظریه­ ی کوانتومی در سیستم­های دو بخشی است، طبیعی است به مطالعه­ ی سیستم­های ماکروسکوپیکی از طریق اندازه ­گیری­های دو بخشی پرداخته شود. در حقیقت به جزء موارد اندکی استثناء، ادبیات رایج برای تحلیل سیستم­های چند بخشی استفاده از سیستم­های دو بخشی است.