Введение
1 Энтропийная асимметрия в классических и квантовых системах 14
1.1 Классический причинный анализ 14
1.2 Энтропийная асимметрия в двусоставных квантовых состояниях 18
2 Декогеренция двух- и трехкубитных состояний 25
2.1 Модели декогеренции 26
2.2 Декогеренция чистых двухкубитных состояний
2.2.1 Постановка задачи 28
2.2.2 Дефазирование 30
2.2.3 Деполяризация 33
2.2.4 Диссипация 35
2.2.5 Выводы 39
2.3 Декогеренция асимметричного двухкубитного состояния специального вида 40
2.3.1 Постановка задачи 40
2.3.2 Воздействие деполяризации и диссипации 42
2.3.3 Выводы 43
2.4 Декогеренция произвольных смешанных двукубититных состояний 45
2.4.1 Постановка задачи 45
2.4.2 Дефазирование 46
2.4.3 Деполяризация 46
2.4.4 Диссипация 48
2.4.5 Выводы 50
2.5 Декогеренция асимметричного трехкубитного состояния специального вида 51
2.5.1 Постановка задачи 51
2.5.2 Энтропийная асимметрия при различных вариантах декогеренции 52
2.5.3 Связь энтропийной асимметрии и разрушения запутанности 56 2.5.4 Выводы 58
2.6 Деполяризация произвольных чистых трехкубитных состояний 59
2.6.1 Постановка задачи 59
2.6.2 Точность воспроизведения 60
2.6.3 Взаимная информация в трёхкубитных разбиениях 61
2.6.4 Взаимная информация в двухкубитных разбиениях 62
2.6.5 Выводы 64
3 Асимметричные состояния взаимодействующих физических систем 65
3.1 Взаимодействие частиц со спином 1/2 в неоднородном магнитном поле согласно -модели Гейзенберга 65
3.1.1 Постановка задачи 65
3.1.2 Спектр Гамильтониана и оператор эволюции 68
3.1.3 Потоки информации в стационарных состояниях 70
3.1.4 Основное состояние 73
3.1.5 Термальное состояние 79
3.1.6 Выводы 86
3.2 Взаимодействие двухуровнего атома с модой электромагнитного поля согласно модели Джейнса-Каммингса 88
3.2.1 Постановка задачи 88
3.2.2 Порождаемая Гамильтонианом эволюция 91
3.2.3 Результаты вычислений 92
3.2.4 Выводы 98
4 Энтропийная асимметрия в томографическом описании квантовых систем 100
4.1 Томографическое описание дискретных квантовых систем 100
4.1.1 Понятие томограммы 100
4.1.2 Энтропийные характеристики 102
4.1.3 Выделенные измерительные базисы 103
4.2 Томографическая энтропийная асимметрия в двухкубитных состояниях 105
4.2.1 Постановка задачи 105
4.2.2 Результаты для -состояний 106
4.2.3 Результаты для двухкубитных матриц плотности общего вида 111
4.2.4 Выводы 114
4.3 Исследование физической реализации -состояния 115
4.3.1 Постановка задачи 115
4.3.2 Двухкубитное приближение термальной матрицы плотности 117
4.3.3 Исследование корреляций в термальном состоянии 120
4.3.4 Выводы 125
4.4 Дальнейшее развитие: двусоставные квантовые состояния в неделимых физических системах 127
4.4.1 Использование несоставных квантовых систем в квантовой информатике 127
4.4.2 Реализация кубитных операций на четырех- и пятиуровневых системах 129
4.4.3 Реализация алгоритма Дойча в пятиуровневой квантовой системе 131
4.4.4 Выводы 133
Заключение 134
Литература
