【摘要】：在現(xiàn)代物理學(xué)中,為了研究場(chǎng)的性質(zhì),科研工作者們創(chuàng)造了“場(chǎng)模”這一概念,這讓我們能夠把一系列的場(chǎng)當(dāng)做連續(xù)變量來(lái)看待,Unruh模是其中非常具有代表性的一種,在各類研究中被廣泛使用。但由于Unruh模是一種不限制尺寸的,分布于全空間的模,無(wú)法在實(shí)驗(yàn)上獲取它的全部信息。為了克服Unruh模的非局域性,人們引入了一種新的場(chǎng)模:局域模。其核心操作在于通過(guò)特殊的模函數(shù)模擬出一個(gè)腔,這個(gè)腔可以貯存和轉(zhuǎn)換量子態(tài),與此同時(shí)也限制了模的尺寸,從而賦予它局域性,這樣在實(shí)驗(yàn)上我們就能夠獲取它的更多甚至全部信息,這一點(diǎn)對(duì)于量子資源的開(kāi)發(fā)利用和提高量子度量精度具有十分重要的意義。首先我們研究了在場(chǎng)模局域化中涉及到的高斯變換,高斯變換的過(guò)程實(shí)質(zhì)上是將一個(gè)高斯態(tài)變換為另一個(gè)高斯態(tài),這一過(guò)程可以等效為一個(gè)高斯量子通道。我們通過(guò)一系列的計(jì)算,詳細(xì)解構(gòu)了高斯通道的特征,并給出了通道操作矩陣和噪聲矩陣的具體形式,將其與勻加速觀測(cè)者的固有加速度聯(lián)系起來(lái)。同時(shí)我們?cè)谟?jì)算過(guò)程中發(fā)現(xiàn),高斯變換中兩個(gè)Bogoliubov變換系數(shù)α和β的差距達(dá)到了十個(gè)數(shù)量級(jí)以上,這意味著我們可以忽略掉較小的變換系數(shù)從而給出通道矩陣的簡(jiǎn)化形式。最后我們以雙模壓縮真空態(tài)為例,計(jì)算出了它經(jīng)過(guò)局域化后的輸出態(tài)。我們選取對(duì)數(shù)負(fù)度和形成糾纏度作為量子糾纏的度量方式,分析了觀測(cè)者的加速效應(yīng)對(duì)其量子糾纏的影響。我們發(fā)現(xiàn)不論是對(duì)數(shù)負(fù)度還是形成糾纏度,都會(huì)因觀測(cè)者的固有加速度增加而降低,這意味著熱噪聲的增加影響到了兩體系統(tǒng)間的量子關(guān)聯(lián)性。另外,當(dāng)我們令兩加速觀測(cè)者的固有加速度相等時(shí),形成糾纏度很好地保持著其糾纏下界的特性(在正常情況下,形成糾纏度應(yīng)是所有糾纏度量方式中數(shù)值最低的一種)。當(dāng)我們令兩者加速度不相等時(shí),則出現(xiàn)了反常情況,在兩者加速度差異過(guò)大的區(qū)域,形成糾纏度反超了對(duì)數(shù)負(fù)度,我們發(fā)現(xiàn)這是由于兩組模的加速度差異過(guò)大,導(dǎo)致兩組模的不匹配度增加,從而令形成糾纏度在此區(qū)域不再適用其糾纏下界的特性。最后我們選取局域化后的雙模壓縮真空態(tài),以它為信息源進(jìn)行了黑盒干涉測(cè)量實(shí)驗(yàn)并分析了在此種情況下相移測(cè)量精度受到勻加速觀測(cè)者的影響。為了更加簡(jiǎn)明地展示我們的結(jié)果,我們引入了高斯干涉功率(Gaussian interferometric power)這一物理量來(lái)作為精度指標(biāo),它保證了我們?cè)跍y(cè)量時(shí)所能獲得的最低精度。我們通過(guò)改變信息源的壓縮度以及兩個(gè)勻加速觀測(cè)者的固有加速度,分析了高斯干涉功率的變化情況。我們發(fā)現(xiàn)越高的源態(tài)壓縮度能夠?qū)е赂叩臏y(cè)量精度,但越高的固有加速度則會(huì)導(dǎo)致截然相反的結(jié)果,或者說(shuō)高程度的熱噪聲極大地影響到了相移測(cè)量精度,但不論多高的Unruh溫度都不會(huì)令高斯干涉率降為0,這一點(diǎn)體現(xiàn)了高斯干涉功率對(duì)于熱噪聲的魯棒性。我們還發(fā)現(xiàn)若選取糾纏程度更高的源態(tài)進(jìn)行黑盒測(cè)量實(shí)驗(yàn),則能夠獲取到更高的高斯干涉功率,也代表著更高的實(shí)驗(yàn)精度。
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O413

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本文編號(hào)：2664765