具有多自由度的耦合谐振子系统中纠缠的动力学与操控

我们研究由大量耦合谐振子组成、具有不同构型与各类最近邻相互作用的系统之纠缠动力学。对于一维链，我们给出了空间分离振子间纠缠动力学演化的紧凑解析解与近似。计算了诸如纠缠传播速度、转移的最大纠缠量与纠缠转移效率等关键性质。对于由弹簧耦合的谐振子（对应于声子模型），我们观察到初始制备纠缠量中的非单调转移效率，即中等程度的初始纠缠以最高效率转移。相反，在旋转波近似框架下（例如适用于量子光学情形），则呈现单调行为。我们还研究了类比于量子光学器件（如分束器与干涉仪）的几何构型，并观察到当初始热态或压缩态进入这些器件时的特征差异。我们表明，可通过改变单个振子的性质来开启或关闭这些器件。因此，它们可用作大型固定且预制但可编程结构的构建模块，其中量子信息通过传播被操控。我们简要讨论了可能实验实现相互作用谐振子系统以实验验证这些效应的途径。