当代量子引力及其哲学反思

本文从量子引力概念的分析入手，介绍了当代量子引力研究的进展，评析了其取得的主要成就，并对之作了简略的哲学反思。     

论21世纪空间时间观念的量子革命

本文根据超弦／M理论和圈量子引力两个方面的重大成就，提出和论述了21世纪空间时间观念的量子革命思想，并指出它对于自然哲学中长期争论的某些问题的深刻含义。     

量子纠缠及其哲学意义

20世纪90年代以来,兴起了量子信息论,量子纠缠从理论走向实践.量子纠缠是量子信息与量子隐形传态的关键.量子纠缠是一个特殊的超空间、非定域的量子关联.它涉及非定域性、内部时空、个体性、纠缠资源、相互作用、对称性、同一性等一系列重大的哲学问题,拓展出新的哲学意义.     

论现代物理学中真空理论的发展--纪念爱因斯坦提出狭义相对论100年

真空理论是当代基础物理学前沿四大问题之一.爱因斯坦关于真空概念的深刻思想,推动了20世纪物理学前进的过程.本文从广义相对论、量子电动力学、量子色动力学、量子味动力学、圈量子引力及超弦/M理论等多个领域,论述了现代物理学中真空理论的主要发展情景.     

量子隐形传态过程的因果关系分析

事件概念较粒子概念更为基本.利用基于事件概念的Bunge状态空间模型,对量子隐形传态过程中的相互作用及因果关系进行了论证和分析.量子信息传递中有相互作用的发生,展现了违背"定域性作用"假设的非定域性,体现了一种新型的非定域性因果关系的存在.用不确定性原理阐明了量子信息传递中有"能量波动",并将之看做是对经典因果性中"能量传递"概念的拓展.     

“量子隐形传态”的概念及技术发展

量子隐形传态是学术界关注的新焦点。随着量子隐形传态技术不断取得突破,量子通信过程中的信息传输能力和可靠性有望获得极大提升。文章详细阐述了量子隐形传态的实现过程,介绍了量子隐形传态的最新研发成果、专利申请以及应用方向。     

量子通信是什么?

"绝对安全"的通信是千百年来人类的梦想之一,量子通信系统的问世,重新点燃了建造"绝对安全"通信系统的希望。那么,究竟什么是量子通信呢?目前,量子通信尚无严格的定义。物理上,量子通信可以被理解为在物理极限下,利用量子效应实现的高性能通信。信息学上,则认为量子通信是利用量子力学的基本原理(如量子态不可克隆原理和量子态的测量塌缩性质等)或者利用量子态隐形传输等量子系统特有属性,以及量子测量的方法来完成两地之间的信息传递。     

利用多量子相干实现无消相干子空间

量子消相干效应是量子信息处理中的重要问题，也是实现量子计算的主要障碍之一，而无消相干子空间（DFS）是一种克服或减小消相干效应的有效方法。中科院武汉物理与数学所波谱与原子分子物理国家重点实验室魏达秀等在973计划项目“量子通信与量子信息技术”的支持下，提出了用二维核磁共振（NMR）技术和多量子相干实现无消相干子空间的新理论。     

先子呈现空间假说：组合先子拓扑模型的扩展及实验建议

本文基于Bilson-Thompson提出的组合先子拓扑模型(compositepreonstopologicalmodel,TM),提出了先子呈现空间假说(preonsemergingspacehypothesis,PESH),即携带同样电荷(0电荷或±e/3电荷)的3条先子(pre-ons)从粒子中向外延伸,构建出与其他粒子共享的各向同性三维空间。由PESH得到的4项规则经检验与标准模型的所有三代粒子相符合。应用PESH可以从几何/拓扑角度解释量子霍耳效应中的分数电荷准粒子、夸克禁闭及渐近自由、三维空间、粒子质量、宇称守恒及破缺、将引力子纳入TM、量子统计及自旋等物理现象。而且,基于PESH可以预言在特殊环境下存在带分数电荷粒子。本文并提出了两项实验以验证这些预言。     

在真相与后真相之间——量子引力理论蕴含的时空观

真相时代科学的典范——广义相对论和量子力学——关于时空的观念存在冲突,在试图结合广义相对论与量子力学的量子引力理论构建中,最关键也最为困难的就是对时空的处理。文章沿着时空观念在物理学理论中的流变,着重分析了量子引力理论中所蕴含的时空观念,揭示了量子引力理论中时空的涌现特性,探讨了其后真相的意义之所在。     

量子通信实用化现状分析与探讨

量子密钥分发和量子隐形传态不断取得的新突破,使量子通信实用化问题日益成为关注的焦点。本文简析了量子通信研究的发展历程,并对量子通信的实用化现状进行了概括：实用化量子密钥分发技术已近在眼前,但量子隐形传态的实用化仍尚需时日。针对认识和理解量子通信时的典型误区,本文做了简要澄清。根据量子通信实用化发展态势,为我国量子通信的发展提出了4点对策和建议     

时空、引力与量子纠缠

爱因斯坦的相对论与量子力学是现代物理学的两大分支。在量子力学成形之后不久，狄拉克完成的统一狭义相对论与量子力学的工作为量子场论奠定了基础。但是，统一广义相对论与量子力学的工作，迟迟未果，成为现代物理学的一大难题。量子引力的两条进路：弦理论和圈理论，各自都遇到难以逾越的障碍。新近出现的称为AdS/CFT对应进路，从全新的视角来统一时空理论与量子理论，利用共形量子场论中的量子纠缠与反德希特时空中的度规之间的对应来刻画时空的起源，试图一举解决时空与量子的关系问题。本文经由分析这一进路的来龙去脉以审视进路的可信度。     

量子通信

正量子通信(quantum communication)是指利用量子纠缠效应进行信息传递的一种通信方式,是量子论和信息论相结合的新的研究领域,主要涉及量子密钥分配、量子隐形传态和量子密集编码等技术。量子通信因其高效、安全的信息传输特性而成为量子物理和信息科学的研究热点。从1993年量子通信概念和量子隐形传送方案的提出,到1997年未知量子态远程传输的首次实现,到2006年超100公里诱骗态量子密钥     

罗维利的物理关系论思想

在西方思想史上,时空关系论和时空实体论的争论不仅影响着古今众多哲学家,更对物理学领域的发展起着引导性的作用。通过考察和分析关系论的代表人物——当代物理学家卡尔罗·罗维利对物理关系论的评述,本文从广义相对论、量子力学和量子引力理论的不同角度探讨了在当代物理前沿基础理论视角下的关系论的内涵和意义。     

从信息传输看量子测量过程

量子测量难题的解决中对于量子测量过程的分析是必不可少的.本文从量子测量过程中的信息传输入手,在区分实在信息与意识信息的基础之上分别分析了测量的实在过程和测量的表征过程,进而认为量子测量是实在信息的转化和传递过程,也是意识信息的转化过程,并从破坏性与非破坏性的统一引出一种客观的信息保持性测量--量子非破坏测量.     

人工微结构中的量子、类量子效应及功能集成光子芯片研究进展

本文基于国家重点研发计划"量子调控与量子信息"重点专项"人工微结构中的量子、类量子效应及功能集成光子芯片"项目的研究成果,介绍了项目在光子态的产生及其多维度调控、人工微结构中新奇量子和类量子效应研究、全固态光量子信息处理单元器件以及功能集成的有源光量子芯片等方面取得的最新研究进展,并展示了其相关的应用前景。     

结构实在论的研究新进展——从信息结构实在论到量子信息结构实在论

随着信息革命时代的到来,信息理论的发展为结构实在论的解读提供了新视角。惠勒提出"一切物理存在都源于比特"的信息本体观。之后,弗洛里迪提出信息结构实在论,预设了一个原初"结构对象"的存在,它是所有可能世界中所有结构的基础。基于弗洛里迪和惠勒的理论,以及当代量子理论的发展,拜纳姆又探讨了量子信息结构实在论的可能性。从信息结构实在论到量子信息结构实在论,科学哲学在探究世界的本质,特别是在信息、量子和实在的关系上取得了长足的进展,是结构实在论在信息时代,特别是量子信息时代的新形式和新概念。     

量子实在:从量子力学到量子通讯

1935年为论证量子力学的完备性提出的EPR悖论开启了量子信息思想火花。20世纪80年代,由本奈特和多依奇等人研究、倡导和推进引发了量子信息研究的爆发。作为用量子力学机制处理信息问题的一种技术手段,量子信息技术同时也是对量子力学所描述的量子实在的技术性证明。信息技术的广泛使用不仅改变了普通人的生活,同时也对学者们理解我们存在的世界提供了技术方法和深刻的思想思路。从历史上考察这一技术的发展过程,有利于我们对这一新生技术的理解。     

固态光学微腔与量子体系相互耦合的调控及其量子器件研究

固态光学微腔与量子态组成的耦合量子体系,由于能够满足量子信息处理所要求的可扩展和可集成性,被认为是实现量子计算和量子通信的重要实验平台之一。目前该体系的研究主要围绕新型高品质光学微腔的制备、局域腔模与激子态或声子态的相互作用调控以及新型量子光电子器件的研发等方面开展。虽然该领域的研究取得了一些进展,但仍面临诸多挑战,例如量子点与微腔确定性共振耦合;光学微腔与量子态相互作用的多手段调控;多微腔共振耦合的集成与实用化的量子光源等。为了攻克这些挑战,本项目围绕"微腔与量子态的耦合"这一主题展开研究,旨在发展微腔与量子的相互作用理论,建立具有自主知识产权的数值模拟平台,同时研究高品质固态微腔的制备以及与量子体系的有效耦合调控手段,开发高性能微腔量子器件和量子芯片。     

量子信息的两种哲学研究进路

量子信息理论是一个内容丰富、深刻的物理学理论.量子信息理论的诞生为解决量子理论中的概念困难提供了新的研究视角.但是,在运用信息概念解决量子力学中的基本困难时,非物质主义和工具主义又开始流行,成为量子信息的两种哲学研究进路.我们一方面需要挖掘信息概念对于我们理解量子力学可能会有的新洞见,另一方面需要警惕信息工具主义和非物质主义的泛滥.