凝聚态拓扑中的量子纠缠

作者: 范桁

来源: 中科院物理所

发布日期: 2016-10-19 09:37:29

本文对凝聚态拓扑中的量子纠缠进行了深入解析,探讨了量子纠缠的经典关联、相干叠加和超越经典的性质。通过多个实例和理论分析,阐述了量子纠缠在凝聚态物理中的重要性及其与拓扑性质的联系,强调了量子纠缠在量子信息处理中的核心作用。

最近中科院物理所理论室的几位同事,胡江平、戴希、孟子杨等对2016年诺贝尔物理学奖以自由的文风进行了深度解析,使人受益匪浅,但是对于量子纠缠在今年诺奖中的角色没有涉及,个人感觉这个方向的研究具有很好的发展前景,诺奖科学背景材料中也对凝聚态拓扑中的量子纠缠和拓扑量子计算多有涉及,笔者的这篇解读可以作为几位同事深度解读的补充。本文分为上下独立的两部分,希望以走马观花的形式展示一些走马观花式的内容。

上章:量子纠缠

量子纠缠是大家既熟悉又陌生的概念,更是一个时髦的概念。为了能使得公众理解其性质,网上有各种各样的形象比喻,但是这些形象的描述一方面使得大家有了一个直观的简单图像,另一方面又引来了更多的疑惑和质疑。笔者希望能从三步逐渐深入的描述来对量子纠缠的主要性质进行解读。

第一步:经典关联

大家普遍注意到的量子纠缠的性质是其对不同参与者的结果关联性,比如对打牌群众可以这样解释,你手里的牌有大猫,你立即就知道别人没有大猫。为了方便,我们从这里就引入较为严格的符号来标记,你的结果是“↑”,那么你知道别人的结果是

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