量子信息学中的量子态

量子力学和信息科学结合产生了量子信息学。在量子信息学中人们利用的是量子态本身，其基本任务是量子态的存储、操纵、传输与读出。在实现信息处理的过程中，量子态叠加原理、量子纠缠和量子退相干等基本原理和基本概念应当充分考虑。     

多模相干态叠加态光场的一般形式

构造了多模相干态的一般形式;依据量子力学中的线性叠加原理应用多模相干态的一般形式,构造出两态叠加的多模奇偶相干态光场的代表形式Ψ~2;用现有文献涉及的一些多模奇偶相干态光场场验证了Ψ~2的正确性.     

退相干和量子力学的诠释

近二十年来,针对量子力学围绕其概念基础产生的哲学争议,产生了不同于"哥本哈根诠释"和"正统"解释的可供选择的解诠方案.在解决测量问题上,退相干单独不能解决测量问题,但是退相干把环境相互作用包括进来不仅提出了新的观念问题,而且暗示了基本问题的解决方案.     

一种新型的四态叠加模叠加态光场的等N次幂Y压缩特性的数值分析

根据量子力学中的线性叠加原理,用多模虚奇相干态和多模复共轭偶相干态组成了特殊的四态叠加多模叠加态光场 ,运用多模压缩态理论得到了的等N次幂Y压缩的一般理论结果,通过对这一理论结果的数值分析发现:当压缩幂次N,腔模总数q,各模相干态的平均光子数Rj2,以及奇相干态和多模复共轭偶相干态叠加几率幅的模r0、re等参量的取值满足一定的条件时态 可呈现:a.等幂次N-Y最小测不准态;b.“半相干态效应”;c.半压缩效应;d.第一正交分量呈现等N次幂Y压缩或第二正交分量呈现等N次幂Y压缩.     

一类振幅混合两态叠加非对称多模叠加态光场的等阶N次方H压缩

根据量子力学的线性叠加原理,构造了由多模相干态光场[{zj(a)*}>＞q和多模相干态光场态|{zj(b)*}＞q叠加而成的非对称两态叠加多模叠加态光场|ψ＞q,利用多模压缩态理论,研究了态|ψ＞q的等阶N方H压缩.结果表明:当满足一定相位条件时,无论qN奇数还是偶数态|ψ＞q的两个正交分量周期性地呈现任意阶等阶N方H压缩效应.     

量子力学与经典力学理论形式的比较研究

从运动学和动力学角度对量子力学和经典力学的理论形式进行了比较研究,提示了量子力学不同于经典力学的本质在于运动学,并集中体现了对应原理在量子力学发展中所起的作用.     

量子退相干解释的再思考

量子测量退相干解释，在解决量子测量难题上正在取得进展。但量子测量退相干解释的具体模型，被测系统与宏观仪器所形成的纠缠态，在退相干解释理论体系中，逻辑不自恰。退相干解释的应用模型仍存在重新建立的必要。     

基于腔QED的任意相干叠加态远程制备方案

运用A型三能级原子与相干态光场大失谐作用,在腔量子电动力学体系中制备原子与相干态光场的最大纠缠态,并以此作为量子通道在经典场辅助作用下远程制备可随意操控的相干态光场任意叠加态.经过计算,得出对于叠加系数为实数的相干态光场的叠加态,通过适当旋转操作,远程制备成功的概率是100%.最后讨论了实验上实现此方案的可行性和所具备的应用优势.     

浅谈量子力学中表象的应用

表象是量子力学中的一个关键讨论点,在经典力学中求解问题时,可以通过物理量具有固定的数量关系对体系进行描述,而量子力学则是通过表象对微观量子体系进行描述,对于量子力学中表象及其应用的理解,之得我们进行深入的探讨。     

量子力学的经典极限与波粒本性问题研究

本文讨论了微观粒子的波粒本性,着重分析了经典力学与量子力学的本质区别,指出量子力学的动量和动能是由波幅扩散(衍射本能)引起概率密度的流动而形成。本文并以自由粒子的运动为例具体推证了经典力学不可能作为量子力学的极限。     

利用V型三能级原子与光场的相互作用来传送腔场的奇偶相干叠加态

实现腔场奇偶相干叠加态的隐形传送,在量子信息领域有非常重要的作用.提出利用V型原子与腔场的相互作用系统进行概率传送腔场的奇偶相干叠加态的有效方案.在此方案中,对于振幅很大的单模光场,通过实行Bell态测量,能成功地传送腔场的奇偶相干叠加态,其成功的总概率为0.25.     

从二次量子化看波粒两象性

一次量子化,把经典力学的力学量改为量子力学的力学量算符,把经典泊松括号改为量子泊松括号,经典哈密顿正则方程也就变成了量子哈密顿正则方程,即量子力学的海森伯方程:经典力学 量子力学     

量子力学解释的建构与比较

正统的哥本哈根解释因其语义的不一致性受到置疑,非正统解释中最节省的系综解释、本体论解释、多世界解释、模态解释、退相干解释重构了量子力学解释.它们在语义中的解释力与附加性要求都不相同.从解释力强弱与附加性要求两个视角比较这些解释,加深对各种量子力学解释的认识,既是整体科学知识的需要,也是理论语义上一致性的需要.     

由虚偶和奇相干态组成的第Ⅳ种四态叠加多模叠加态光场的等阶N次方H压缩

根据量子力学中的线性叠加原理,构造了由多模奇相干态和多模虚偶相干态组成的第Ⅳ种四态叠加多模叠加态光场(|ψ(4)oe,Ⅳ〉q.)利用多模压缩态理论研究了(|ψ(4)oe,Ⅳ〉q,Ⅳ〉q)的等阶N次方H压缩特性.结果发现(1)当压缩阶数N与腔模总数q之积qN为偶数时a.若qN=4m(m=1,2,3,…)时,态(|ψ(4)oe,Ⅳ〉q)处于等阶N-H最小刻测不准态.b.若qN=4m′+2(m′=0,1,2…),且(q∑j=1Nψj=±kψπ)(或±kψπ+π/2)(kψ=0,1,2,…)时,态(|ψ(4)oe,Ⅳ〉q)呈现"半相干态"效应2)当qⅣ=2p′+1(p′=0,1,2,…)时,态(|ψ(4)oe,Ⅳ〉q)可呈现以下三种状态a.当(q∑j=1 Nψj=±kψπ)(kψ=0,1,2,…)时,第一正交分量可呈现等阶N次方H压缩效应.b、当(q∑j=1Nψj=±kψπ+π/2)(kψ=0,1,2,…)时,第二正交分量可呈现等阶N次方H压缩效应;c."半相干态"效应.     

浅对称性对多模相干叠加态光场高次压缩特性的影响

研究了多模相干叠加态光场的高次压缩特性。结果发现对称性是影响多模相干叠加态光场压缩特性的主要因素,为多模叠加态光场的实验研究提供了理论依据。     

由奇、偶相干态组成的第Ⅰ种四态叠加多模叠加态光场的等阶N次方Y压缩

根据多模辐射场的广义非线性等阶高阶压缩理论 ,对由一个多模奇相干态与一个多模偶相干态光场组成的四态叠加多模叠加态光场 |Ψ (4)o,e, 〉q 的等价 N次方 Y压缩特性进行了详细研究 .结果表明 :1)当压缩阶数 N为偶数时 ,态 |Ψ (4)o,e, 〉q恒处于等阶 N— Y最小测不准态 ;2 )当 N为奇数时 ,态 |Ψ (4)o,e, 〉q 在一定条件下呈现等阶 N次方 Y压缩、“半相干态”、“半相干—半压缩”及“完全等阶 N次方 Y压缩”效应 .     

由奇、偶相干态光场组成的第Ⅰ种四态叠加多模叠加态光场的等阶N次方H压缩

根据量子力学中的线性叠加原理 ,构造了由多模奇、偶相干态光场所组成的第 种四态叠加多模叠加态光场 |Ψ (4)o,e, 〉q.利用多模压缩态理论 ,研究了态|Ψ (4)o,e, 〉q的等阶 N次方 H压缩特性 .结果发现 :1)当腔模总数 q与压缩阶数 N的乘积 q . N为偶数时 ,态 |Ψ (4)o,e, 〉q 恒处于等阶 N - H最小测不准态 ;2 )当 q . N为奇数时 ,则在各纵模初始相位之和 ∑qj=1φj、态间相位之差 (θe -θo)、各模平均光子数 R2j 以及四态叠加的几率幅 re、ro等取不同定值的条件下 ,态 |Ψ(4)o,e, 〉q可呈现出以下几种效应 :1等阶 N - H最小测不准态 ;2等阶 N次方 H压缩效应 ;3“半相干态”效应 ;4“半相干—半压缩态”效应 (即在一定条件下 ,态 |Ψ(4)o,e, 〉q的两个正交分量中的一个分量呈现等阶 N次方 H压缩效应 ,另一个分量处于等阶 N - H最小测不准态 ) ;5“完全的等阶 N次方 H压缩”效应 (即在一定条件下 ,态 |Ψ (4)o,e, 〉q 的两个正交分量可同时呈现出等阶 N次方 H压缩效应 ,简称为“完全压缩态”效应 ) .     

类比教学方法在量子力学课程中的教学探讨

本文通过把经典力学、量子力学作对比,论述它们之间的类似之处。在量子力学教学实践中,重点强调量子力学和经典力学的相似点,将类比教学法应用于实践教学中,让学生有意识地接受新知识,对于培养学生发散思维、巩固学生已学知识发挥了一定的作用,并取得了良好的教学效果。     

相干态与其叠加态之间的距离

根据Ludwig Knll对两个量子态之间距离函数的定义,得到了任意一个相干态|α_0)与相干态|a>和他的相反态通过任意系数的线性叠加组成的叠加态——猫态|Ψ>之间的距离函数的一般表达式D(r,r_0,φ).依据D(r,r_0,φ)讨论了|α_0>与|Ψ>之间的相似特性与它们的内禀参数之间的关系,结果发现态|α_0)与|Ψ>之间相似程度不但与每个相干态在复空间平移的距离有关,而且与态|α_0>与|α>相对初始相位差△θ以及叠加相位相关;详细讨论了奇偶相干态和|α_0>之间可能的相似特性。     

弱纠缠相干态的几率传送

提出用原子与腔场的纠缠态作为量子信道,并利用腔量子电动力学技术实现弱相干态的隐形传送,退相干现象会在很大程度上避免,实现了非贝尔态测量,分析了平均光子数对传送相干态的影响,也反映了相干态的非正交特性.