量子光学的新进展

量子光学是现代物理学中发展极为迅速的最重要的基础学科之一,本文扼要地论述了它的几个主要分支学科:腔内量子电动力学、压缩态研究与压缩态的量子无损测量、无粒子数反转激光研究、激光冷却气体原子与光学粘胶和原子光学的最新研究进展.     

压缩态光场产生与应用实验研究进展

量子光学是近30年蓬勃发展起来的前沿学科。量子光学研究光场的量子特性及量子化光场与物质的相互作用,以揭示更多更深层次的物理效应。通过量子光学实验手段,人们能以精美而简捷的方法直接显示与验证许多量子力学基本原理,在量子层次上探讨辐射场及原子的动力学行为。另一方面,某一分量噪声低于散粒噪声基准的非经典电磁场态——光场压缩态(squeezed state),应用于光学测量和光通讯系统,可以突破标准量子精确度极限,完成超微弱信息的检测与传输。     

中国科学院1991年度自然科学一等奖项目简介

经中国科学院自然科学奖评审委员会评选、院长办公会议审定,1991年度自然科学奖一等奖11项简介如下:1．四波混频光谱技术完成单位:物理研究所四波混频是一种重要的、含义非常广泛的非线性光学效应,也是研究光谱和弛豫过程的重要手段。通过多年来系统的理论和实验研究,发展了多种四波混频光谱术。首次建立了非相干光时延四波混频的多能级理论,建立了在时域中研究谱线碰撞变窄的方法;首次预言并实现了在液晶中用激光感生双折射的螺旋结构;首次提出并实现了用部分相干光和时延方法区别分子取向栅和热栅;首次论证了在四波混频中存在量子拍、能级交叉及偏振面旋转等效应,为发展非线性光谱学作出了贡献。     

未来的量子计算机

<正> 量子计算机是一类遵循量子力学规律进行高速数学和逻辑运算、存储及处理量子信息的物理装置。当某个装置处理和计算的是量子信息,运行的是量子算法时,它就是量子计算机。传统计算机遵循着众所周知的经典物理规律,而量子计算机则是遵循着独一无二的量子动力学规律(特别是量子干涉)来实现一种信息处理的新模式。量子计算机的概念源于对可逆计算机的研究。研究可逆计算机的目的是为了解决计算机中的能耗问题。     

用激光控制化学反应

多来来化学家们一直试图用激光控制化学反应－但基本上是徙劳无功的，利用光与物质的相互作用所产生的复杂量子效应（这些效应在很大程度上为人们所忽视）或许有可能获得成功。     

量子学习模型——对组织中隐性知识顿悟学习的研究

组织学习理论中隐性知识的学习机制研究相当重要。针对华人文化特点对隐性知识学习进行分析，借助学习理论中顿悟心理研究基础，用量子能级跃迁作为顿悟学习飞跃的隐喻而提出量子学习模型，并结合实际分析了该模型四阶段针对隐性知识的不同学习策略。     

中国科大在国际上首次实现线性方程组量子算法

由中国科学技术大学潘建伟院士领衔的量子光学和量子信息团队的陆朝阳、刘乃乐研究小组,在国际上首次成功实现用量子计算机求解线性方程组的实验。该研究成果发表在6月7日出版的《物理评论快报》上。线性方程组广泛地应用于几乎每一个科学和工程领域,包括数值计算、信号处理、经济学和计算机科学等。比如与我们日常生活紧密相关的气象预报,就需要建立并求解包含百万变量     

双暗态原子系统动力学行为的量子相干控制研究（英文）

量子相干控制前沿问题及应用研究是本世纪物理学前沿领域的重要研究内容。而基于暗态的量子相干控制技术已经导致了在相干布居捕获、绝热跟随、量子信息等多方面的应用。本论文主要进行双暗态原子系统动力学行为的若干量子相干控制研究，包括：双暗态四能级原子系统的绝热跟随特性研究；双暗态作用提高克尔非线性的新方案提出；自发辐射诱导相干实现非线性极化率的提高以及双通道高效四波混频过程的实现等。     

动态

我国刷新最大纠缠态制备世界纪录多量子比特的操纵和纠缠是量子计算研究的核心指标。近日,我国科学家潘建伟及其同事通过调控6个光子的偏振、路径和轨道角动量3个自由度,在国际上首次实现了18个光量子比特的纠缠,刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。国际权威学术期刊《物理评论快报》日前发表了该成果。多个量子比特的相干操纵和纠缠态制备是发展可扩展量子信息技术,特别     

研究人造原子能级的新方法

历史上,研究人员通过观察原子的光谱线来了解基本物质的离散能级。该方法涉及对入射光线进行扫描．以寻找清晰的吸收线,后者是当一个频率与两个能级之间的间隙相匹配时出现的。从上世纪90年代开始,研究人员利用相干微波辐射源和频率光谱学方法对人造原子（具有原子一样的能量结构的量子系统）也进行了研究。然而,关于能级谱的很多信息仍然不清楚,     

量子信息技术

量子信息技术是量子物理与信息科学交叉的新兴学科。它为信息科学的持续发展提供新的原理和方法。阐明了量子信息技术发展的背景及其奇特的信息功能 ,介绍国际发展的状况和趋势。中国科学院将量子信息作为优先发展领域之一给予有力支持。简要介绍了近几年来我院在这个领域中取得的主要研究成果。对我院如何发展量子信息技术提出几点看法     

四能级梯模型原子系统中基于部分受激拉曼绝热过程中原子相干的频率上转换研究

近年来,量子干涉效应是现代物理学中的一个重要研究内容,现代光学技术使我们可以精确地通过原子去控制光或通过光去控制原子。比如利用相干制备,我们可以精确地操纵原子系统的光学响应特性,发生一些有趣的物理现象。例如:电磁感应光透明、无反转激光、光速减慢、光与原子纠缠等,这些新的物理效应和相干调控技术产生许多有趣且有应用价值,无论是从计算机科学、物理化学领域,它们都提供了有效研究方法,因此吸引了人们对其产生的浓厚的兴趣。通过科学家们不断努力研究发现在量子态操控中,如何保持量子态相干是最大的困难。而光和原子相互作用产生的相干和干涉现象将为量子态相干操控提供很好的思路和方法。通过科学家们不断努力研究发现在量子态操控中,如何保持量子态相干是最大的困难。而光和原子相互作用产生的相干和干涉现象将为量子态相干操控提供很好的思路和方法。     

美国研究人员改良蚊子不再喜欢叮人

尽管氮晶格空位中心是一种很有前景的量子比特,过去10年来一直被广泛研究,但要用工业或生长的方法造出所需钻石却是极大的挑战。艾维萨洛姆表示,与传统技术不同,他们研发的是一种利用激光脉冲在半导体内控制单个量子比特的全光策略,其“消除了对微波电路或电子网络的需求,仅仅用光和光子就可以做一切事情”。作为一种全光学方法,新技术也有潜力进行升级,控制更多量子比特。另外,新方法的用途更加广泛,也可以用于探索其他物质内的量子系统,否则,这些物质很难被用来做量子设备。基于电子自旋学的温度计     

可积与不可积系统的量子对称性方法

可积系统是理论物理学最活跃的研究领域之一,在几十年的过程中发展了一系列成熟的理论方法,极大地推动了物理学的发展。量子群与量子对称性是可积系统研究的最新发展,在广泛的物理问题中有重要的应用。实际上,量子对称性已经超越可积系统的原来框架,也已成为解决不可积问题的重要手段。我们试图评述量子群的引入背景、量子群理论,特别是量子对称性研究的最新结果。     

一维尺度可变的纳米微结构体系的经典——量子对应

用体系的本征值和本征波函数定义一种新的量子谱函数,并以一维尺度可变的纳米微结构体系中的粒子为例,定量地计算出所定义的量子谱函数.研究结果表明,量子谱函数的Fourier变换的模的平方与经典作用量之间具有对应关系.本研究结果为探讨纳米微结构体系中的经典物理与量子物理的对应提供了新的依据.     

中国科大学者在量子信息实验领域取得重大突破

5月20日,中国科技大学教授潘建伟博士在奥地利维也纳多瑙河畔的实验站演示量子纠缠态远距离分送。在维也纳大学实验物理研究所从事合作研究的潘建伟博士,经过两年的艰苦努力最近在量子信息领域取得突破性进展,在实验上成功实现了高精度的量子纠缠态纯化。这项研究成果从根本上解决了目前在远距离     

植物声频振动特性检测仪的原理及其设计

本文介绍了一种利用激光多普勒干涉量度学原理实现的植物声频振动特性检测仪。文章详述了仪器的工作原理、光路和电路设计、测量数据处理过程，以及仪器的实际使用效果。测量结果表明，该仪器能够实现对植物振动特性的非接触式测量，具有较高的测量精度和空间分辨率，能够测量植物受激振动和自发振动的功率谱和自相关函数。     

实现最大的超纠缠光子薛定谔猫态

量子纠缠是量子信息处理中的核心“资源”,多粒子纠缠态的研究是国际上竞争非常激烈的领域。中国科技大学合肥微尺度物质科学国家实验室量子物理与量子信息研究部通过实验成功制备出超纠缠光子薛定谔猫态,纠缠量子比特数目最高达到10个。再次刷新了纠缠态制备的世界记录。此前的最大光子薛定谔猫态是6个光量子比特的纠缠态,     

漫谈超导电路量子计算

受益于约瑟夫森效应的发展,超导量子比特的计算性能在过去的十年提高了几个数量级,但量子信息处理器的纠缠和多量子比特计算仍需要解决很多具体的架构问题,必须掌握量子纠错设计和系统耗散性质,使得量子纠缠能够保持。文章中在叙述现有量子计算的基础上总结了未来发展方向的蓝图。     

量子信息处理及其核磁共振实现（英文）

量子特性在信息领域中有着独特的功能，在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面可能突破现有经典信息系统的极限。我们以液态NMR技术实现量子信息处理中的应用主题开展研究，所取得的成果包括：1）利用NMR实验实现了两个无直接耦合自旋之间的量子密集编码和三个量子位之间的量子密集编码过程。实验结果表明：量子密集编码只需传送N-1个量子位便可以传递N个经典位的信息。2）利用NMR实验实现了三种多量子算法；提出了一种实现n阶耦合变换的理论方法，根据这种方法可实现任意量子位的Deutsch-Jozsa算法。3）提出了一种基于量子克隆的量子编码和纠错方案。该方案一方面说明了量子克隆与量子纠错存在一定程度上的联系，另一方面也反映出一些量子克隆过程本身具有一定的抗消相干的能力。4）提出用二维NMR中的多量子相干实现无消相干子空间（DFS），并在实验上验证了该DFS的避错能力。本方法有效地利用了甲基中三个磁等价的氢核，把原本需要四个化学位移各不相同的核自旋构造的二逻辑位的DFS变成了只需两个化学位移各不相同的核自旋体系构造的二逻辑位的DFS，虽然用的核自旋数“更少”，却能避免更多的错误算符。用多量子相干作为量子计算中的量子位，是一种全新的概念，可以充分利用磁等价的原子核自旋来构造多个量子位，从而扩展了可利用的量子位的数目。