Mathematisch-Naturwissenschaftliche Fakultät

Institut für Physik

Fachgebiet: Theoretische Physik

Betreuer: Prof. Dr. Werner Vogel



Dipl. Phys. Jan Sperling
(e-mail: jan.sperling@uni-rostock.de )

Charakterisierung von Verschänkung in kontinuierlichen Systemen

Verschränkung spielt heutzutage eine fundamentale Rolle in der Quantenoptik und Quanteninformationstheorie. Verschränkung ist eine nichtklassische Korrelation zwischen den Parteien eines zusammengesetzten Quantensystems. Diese Art der Korrelationen kann nicht durch eine klassische gemeinsame Wahrscheinlichkeitsverteilung zwischen den Teilsystemen beschrieben werden. In dieser Arbeit präsentieren wir neue Ansätze zur Identifikation, Darstellung mit Quasi-Wahrscheinlichkeiten und Quantifizierung von Verschränkung.

Für die Identifikation und die Darstellung mit Quasi-Wahrscheinlichkeiten haben wir Separabilität-Eigenwerts-Gleichungen abgeleitet. Durch die Lösung dieser Gleichungen erhalten wir alle Observablen, die die Verschränkung von Zuständen nachweisen können. Andererseits liefert die Lösung optimierte Verschränkungs-Quasi-Wahrscheinlichkeitsverteilungen. Negativitäten in diesen Verteilungen erlauben uns zu schlussfolgern, dass keine klassische Verteilung den untersuchten Zustand durch faktorisierte Zustände erzeugen kann. Für die Quantifizierung von Verschräankung vergleichen wir verschiedene Verschränkungsmaße. Wir schlussfolgern, dass die Schmidtzahl - Anzahl von globalen Überlagerungen - vorteilhafte Eigenschaften gegenüber Maßen, die auf Abständen basieren, hat.

Wir verallgemeinern unsere Methode auf sogenannte Schmidtzahlzustände und Mehrmoden-verschräankte Zustände. Wir bringen unsere Ergebnisse in Relation mit dem Begriff der Nichtklassizitäat von Strahlungsfeldern. Darüber hinaus übertragen wir unsere neuen Methoden auf diesen Begriff.