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自从1935年薛定谔最早提出量子纠缠态概念以来,量子纠缠就一直受到人们的普遍关注,尤其是随着近年来交叉、边缘学科-量子信息科学的发展,人们对量子纠缠作了深入的研究。量子纠缠由于其特性,在量子信息中-特别是在量子通讯和量子编码中,得到了广泛的应用。
量子信息理论的发展,引起了许多其他领域的关注和兴趣,尤其是凝聚态物理。寻找适合于量子计算物理实现的量子系统,而且探索这些量子系统比传统的固体系统具备更多的可以操控的条件成为凝聚态物理研究的重要领域。在有限的温度下量子纠缠的物理实现上,海森堡自旋系统成为研究的热点,如何在更高的温度下得到纠缠引起了人们的极大兴趣。在现代凝聚态物理中,量子相变是一个研究的热点。量子相变中存在经典系统中没有的量子关联-纠缠。因此用量子纠缠的观点来认识量子相变将有助于获得新的理解。
本文研究了一些混合自旋海森堡系统的热纠缠特性,首先研究了在均匀磁场下两混合海森堡XY链的热纠缠现象。结果发现磁场和各向异性参数能够抑制温度对纠缠的影响,通过调节各向异性参数和磁场,能够在更高的温度下得到纠缠。另外,在零温下,量子相变出现了,而且随着各向异性参数的增加,发生量子相变的点向磁场移动。对于尹辛模型,在无磁场时热纠缠依然存在。
最后,给出了非均匀磁场下两混合海森堡XXZ链的纠缠研究。发现相比与均匀磁场下,在非均匀磁场下可以在更高的温度下得到纠缠,而且在零温下出现了两次量子相变,纠缠呈现台阶式的变化。这些结果表明各向异性参数和磁场不均匀度可以作为一个开关来打开和关闭纠缠。