納米磁性分子量子效應(yīng)的理論研究.pdf

1、本報告研究了納米磁性分子的量子效應(yīng)以及在NMR模型中最大糾纏態(tài)的單步實現(xiàn).研究內(nèi)容主要包括以下四個方面:(1)我們按照Grover算法的另一個版本,提出利用磁性分子Mn<,12>在多頻相干磁脈沖的作用下實現(xiàn)信息存貯裝置的新方案.信息的讀入分兩個步驟:第一步是實現(xiàn)一個中間態(tài)|ψ(T<,1>)>;第二步是達到信息編碼的態(tài)|ψ(T<,2>)>.我們計算了實現(xiàn)信息讀入的所有控制參數(shù),而且要求磁脈沖的作用時間少于Mn<,12>分子中量子態(tài)的退相干

2、時間.我們設(shè)計的方案可以使所有的信息態(tài)重新回到中間態(tài).(2)研究了單軸亞鐵磁粒子在外加任意方向磁場時的量子—經(jīng)典轉(zhuǎn)變.在橫向和縱向磁場共存的情況下,我們計算了一階和二階轉(zhuǎn)變之間的相界線,并由此給出了相圖.研究顯示,對于不同的非補償相對大小,外加縱向磁場對量子—經(jīng)典轉(zhuǎn)變的影響是非常不同的.(3)研究了雙軸亞鐵磁粒子在外加沿難軸方向磁場時的量子—經(jīng)典轉(zhuǎn)變.與不同方向磁場的結(jié)果比較,發(fā)現(xiàn)磁場沿難軸時相圖的定性行為不同于磁場沿中間軸時的相圖.研

3、究顯示,在約束條件下的參數(shù)范圍內(nèi)沿難軸方向的磁場有利于一階量子—經(jīng)典轉(zhuǎn)變發(fā)生.這個結(jié)果預(yù)期在磁性分子Fe<,8>和Fe<,4>的實驗中被驗證.(4)提出一個在NMR模型中實現(xiàn)多量子比特最大糾纏態(tài)的單步操作方案.我們解析得到實現(xiàn)雙量子比特的Bell態(tài)和三量子比特的GHZ態(tài)相應(yīng)的磁脈沖參數(shù),如頻率、相位、振幅以及脈沖作用時間等.本方案可以推廣到產(chǎn)生N量子比特的糾纏態(tài).發(fā)現(xiàn)用于數(shù)值計算磁脈沖參數(shù)的兩個規(guī)律,這兩個規(guī)律分別對應(yīng)產(chǎn)生偶數(shù)個量子比特