Kuantum spin sistemlerinde kuantum ilişiksizliğin incelenmesi

Kuantum mekaniği yirminci yüzyılın en önemli bilimsel gelişmelerinden biridir. Yapısı itibariyle çok geniş ve etkileyici bir uygulama alanının teorik temelini oluşturur. Gelişmekte olan kuantum enformasyon teorisi ise günümüzde ileri sürdüğü araçlarla var olan teknolojilerin ötesine geçme konusunda ilk adımlarını atmaktadır. Kuantum durumları arasında paylaşılan özel bir ilinti olan dolaşıklık, kuantum teleportasyon, süperyoğun kodlama ve kuantum kriptoloji gibi pek çok enformasyon işleminin gerçekleştirilmesinde temel rol oynayan bir kaynaktır. Dolaşıklık olmadan bu işlemler gerçekleştirilemez. Bunun yanında dolaşıklık, kuantum ilintilerinin en genel formunu oluşturmaz. Birleşik sistemleri oluşturan alt sistemler dolaşık olmasa bile bu alt sistemler arasında kuantum ilintiler olabilmektedir. Bu önemli bir sonuçtur çünkü dolaşıklığın oluşturulması ve sürdürülebilir olması pek çok uygulamada oldukça zordur. Gerçekten de dolaşıklık, çevrenin yıkıcı etkileri nedeniyle çok çabuk bozulur. Bu nedenle alternatif kaynaklara ihtiyaç vardır. Bunlar dikkate alındığında iki veya daha fazla kısımdan oluşmuş bir kuantum durumunun dolaşık, ayrılabilir veya kuantum ilintili olup olmadığının belirlenmesi önemlidir. Kuantum ilişiksizlik, dolaşıklıktan farklı, yerel olmayan bir kuantum ilintidir. Heisenberg spin sistemleri ise dolaşıklık özellikleri sergilemektedir. Bu amaçla bu sistemlerdeki kuantum ilişiksizliklerinin de incelenmesi önem taşır. Bu nedenle bu çalışmada dört kubitlik J1-J2 Heisenberg spin sisteminde, kuantum ilişiksizlik hem taban durumlar hem de ısısal durumlar için, sistemdeki kontrol parametreleri olarak belirlenmiş olan anizotropi parametreleri ve ikinci komşular arasındaki çiftlenim sabitine göre incelenmiştir. Elde edilen sonuçlardan, kuantum ilişiksizliğin kaynak olarak kullanılabilecek dolaşıklığa alternatif bir kuantum ilinti olduğu sonucuna varılmıştır.