匀加速对相对论量子信息中量子态与真空纠缠的影响

本论文关注匀加速对量子态及其性质，以及真空中所含量子纠缠的影响。首先，我们分析一个通过不稳定粒子衰变来测量时间的量子钟。我们将静止钟的滴答速率与匀加速钟的滴答速率进行比较。我们发现，这两种速率之间的差异偏离了狭义相对论所预测的结果。在论文的后续部分，我们关注给定量子场的两个局域模的两模高斯态族。我们建立了一个通用框架，用于研究当两位匀加速观测者（可访问另一对局域模）观测此类态时的性质。特别地，我们聚焦于真空态，并考察观测者所感知的量子纠缠量。该框架针对三种情形建立：1+1 维与 3+1 维量子标量场，以及 1+1 维 Dirac 旋量场。我们发现，一般而言，当观测者的加速度增大、其模的尺寸及中心频率减小时，所看到的纠缠更多。此外，我们还将注意力扩展到三方纠缠，研究由腔中三个粒子探测器在有限时间内与量子场相互作用而从量子真空中提取该纠缠。我们绘制了探测器提取的三方与双方纠缠量的详细分布图，并对两类边界条件进行了比较。研究发现，在周期边界条件下真空纠缠最易被提取，且提取三方纠缠比双方纠缠更容易。