量子时空与量子引力的研究

简要介绍了量子时空、圈量子引力,及它们与超弦中M-理论的接触、汇合上的国内外最新研究成果与动向.特别是公布了圈量子引力的时空量子化研究上,在空间体积与曲面面积的离散本征值谱,以及黑洞的熵的计算上取得的突破性创新成果.同时,对量子信息中的信息最小量子单位qubit的来源以及纠缠态的非定域性,用量子时空中激发出的曲面面积量子"1/2"给出的空间叠加态的自旋(零时)关联做出了新解释.     

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.     

多光子纠缠及干涉度量与其应用前景

正2016年1月8日,2015年度国家科学技术奖颁奖典礼在人民大会堂举办,其中由中国科学技术大学潘建伟院士带队,彭承志、陈宇翱、陆朝阳、陈增兵共同完成的"多光子纠缠及干涉度量"项目获得2015年度国家自然科学奖一等奖。光子,即光量子的简称,是量子的一种,量子是物理量最小的不可分割的基本单位。在量子世界,有两个基本的原理,就是量子叠加和由其引申出来的量子纠缠。"量子叠加"就仿佛神话中的分身术,但量子的分身术是不能被人看到的,一旦被观察到,它的分身就会随机地消失,而只留下一个。相应的,"量子纠缠"就是多个量子的叠加态,量子之间相互纠缠,即使相     

量子博弈中的理性选择及其哲学意义

论文从量子博弈的视角出发对理性选择理论进行探究,认为量子博弈中理性选择的基础是量子纠缠;量子纠缠度是量子博弈中理性选择的基本依据;量子博弈中理性选择的方法是制备量子纠缠的方法与克服量子消相干的方法的结合。在此基础上,对量子博弈中理性选择的认识对象、过程及其内容进行哲学反思,认为在量子博弈中的理性选择理论中,由于量子纠缠的存在使得完全理性是可以实现的;通过量子纠缠关联可以克服个体理性与集体理性的冲突;可以引入逻辑定量的分析方法,以此作为哲学深层次上的"理性"度量。     

计算复杂性、量子计算及其哲学意义

量子计算机具有超越经典计算机的能力。量子计算具有并行性和整体性,某些量子算法具有加速性。量子计算揭示了:数学与物理学之间的紧密关系,量子力学的波函数具有实在性。量子计算具有克服计算复杂性的能力。     

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     

试论量子计算中否定平方根的哲学问题

否定的平方根(NOT1/2)属于量子计算逻辑中的一个新奇逻辑符,基于它所建构的量子计算逻辑(QCL)现已拥有较为完备的语义学解释,并逐渐成为量子逻辑的一种新发展。对科学哲学而言,否定的平方根在两个层面上带来新的思考问题:一是围绕否定平方根所建构的量子计算逻辑的语义学问题,二是否定平方根所引发的逻辑和哲学问题。     

由量子计算看科学与哲学的层次观

量子计算是建立在量子力学基础上的一种全新的计算,被认为是最有可能突破现有的传统计算设备之计算能力的计算方式。量子计算具有"反直觉"的特点,这使得许多我们日常生活中认为是常识的知识在量子计算中不再成立;同时,我们在一般的认知能力中认为决无可能发生甚至有些"唯心主义"的现象恰恰成为量子计算可能远远超过传统计算的有力证据。量子计算特别是量子计算机近几年的巨大发展启示我们,哲学是科学发展的一个高级阶段,哲学的发展和进步同时也可解释科学并促进科学的发展。科学的发展可能存在着本质的局限性,哲学也许能在更高的层次对这种局限性提出解决方案。     

对新型量子计算范例的哲学透视

本文围绕着突破经典计算能力的问题，对量子计算范例作全面深入的哲学透视。除了系统介绿这种“自然机制＋算法”的新兴计算范例外，还将量子计算范例同其他现有的主要计算范例进行了比较。结果说明，到目前为止，只有量子计算范例才真正突破经典计算的计算范围，因而其有着深远的科学和哲学意义。     

量子纠缠现象的历史性哲学启示——兼及因果描述的理论模型性质

量子纠缠现象对传统哲学观念的更深层次搅动,不仅涉及定域性与非定域性甚至因果性等基本概念的理解,而且深化了我们对概念规定本身性质的认识;不仅揭示了本体论思维方式的性质,而且揭示了本体论描述方式的意义和局限。量子纠缠的哲学意蕴是划时代的,它意味着本体论是整体性把握对象性关系的理论模型。其最终目的不是抽象普遍性终极追寻,而是为具体事物的认识提供不断合理化的整体观照。量子纠缠所涉因果性问题与因果描述模型密切相关。量子纠缠所表明的非定域性并不是量子领域本身的特性奇异,而是源于哲学理论的传统定位。     

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上并不自恰,退相干解释的应用模型仍存在重新建立的必要。     

量子博弈的本质特征及其哲学意义

量子博弈是博弈论与量子信息交叉形成的一门学科,对其进行研究,对博弈论、量子信息论、哲学的发展都有重要的意义。文章首先对量子博弈的本质特征进行分析,认为量子博弈具有三个本质特征,即量子博弈中的信息主要是量子信息、量子博弈参与者之间的理性程度可用量子纠缠度进行度量、量子博弈中所使用的策略为非定域的量子策略;之后,文章对量子博弈进行哲学分析,认为量子博弈的研究对理性问题、信任问题、合作问题等具有重要的哲学意义。     

光通信波段多频道量子通道的实验研究

安全和高速的信息传递与处理是现代生活的重要基石。量子计算机的出现将使得该基石面临新的机遇与挑战,其将提供全新的信息处理技术,又将彻底瓦解目前使用的信息安全系统,比如加密电邮和电子银行等。量子因特网使用量子通道中传递的光量子信息将量子计算机等节点连接起来,可以帮助我们最大限度地发挥量子计算机的优势,同时保障我们不受到其对信息安全的冲击。实现量子信息高保真、长距离、大容量传递是现阶段量子因特网的核心任务,主要是通过量子纠缠分发后的量子隐形传态这一技术路线来实现,相关工作统称为量子通道研究。现阶段,在纠缠分发之后进行量子隐形传态的实验研究,仅在城域光纤网络中得到了实现,但距离限制在数10 km内,且保真度和容量均无法达到量子密钥分发等量子信息应用的技术需求。可见,现有的量子通道研究在距离、保真度和容量等方面都还有很长的路要走,构建高性能量子通道实验研究平台是发展量子因特网的必经之路。我们拟搭建的高性能量子通道平台包括:光通信波段多频道宽带原子频梳研究系统、光纤网络中频分复用量子隐形传态实验研究系统、光通信波段量子通道基础链路模型等3个子系统,它们之间既相互独立又可有机连接成一个整体。     

五光子纠缠和开放目的的量子隐形传态

由中国科技大学合肥微尺度国家实验室 (筹 )量子物理和量子信息部与奥地利合作者完成的“五光子纠缠和开放目的的量子隐形传态”研究成果以Letter的方式发表在2 0 0 4年 7月 1日出版的Nature杂志上 ,并被欧洲物理学会和美国物理协会专题报道。本文介绍了该成果的研究背景、意义和内容     

探索未知开创未来

1.中国科大完成最远距离自由空间量子通信实验 中国科技大学、合肥微尺度物质科学国家实验室潘建伟教授和同事杨涛、彭承志等人,通过"自由空间纠缠光子的分发"在国际上首次证明,纠缠光子在穿透等效于整个大气层厚度的地面大气后,其纠缠特性仍能保持,并可应用于高效、安全的量子通信.这一研究成果为实现全球化的量子通信奠定了实验基础.     

实验成功实现8光子纠缠态

多粒子纠缠态的实现是量子网络和量子计算研究的一个关键。迄今为止,科学家已经能够操控14个被捕获的离子。然而在量子信息科学领域,光子相对于其它系统具有不可比拟的优势。特别是,光子更容易传输量子比特,     

量子测量的还原困惑及其消解

量子测量是量子理论乃至整个物理学的一个最敏感部分,对它的研究激发了许多哲学上的争议。其中,关于还原的争议就是典型的一例。绝大多数人认为,量子测量理论表明了还原之路走到了终点。其中心理意识的介入、测量仪器及其量子属性的突生论以及量子纠缠显示的整体性构成了还原进路的三大死结。然而,还原真的就此寿终正寝了吗?本文将明确提出几种化解矛盾的有效方案:放弃强还原、寻求弱还原,重释还原概念的内涵,撇开理论还原、坚持问题还原,以达到继续坚持还原进路的目的。     

量子叠加态和量子同一性的非经典逻辑解读——从逻辑哲学观点看

从逻辑哲学观点看,逻辑必须不断跟上时代步伐,适应科学推理新的实际需要。经典逻辑的基本定律(矛盾律、同一律)并不是逻辑的终极真理。达科斯塔(N.C.Da Costa)的次协调逻辑放松矛盾律的禁令,允许"不平庸矛盾",并能从逻辑上消解量子叠加态的疑难。禁自返逻辑及其"量子等同"算子的引入,消解了"全同粒子"丧失经典意义同一性的疑难。     

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。     

从描述的观点看量子奥秘

量子叠加态是主体对微观现象多种可能状态的描述;"薛定谔猫"的尴尬是主体描述结果不适当客观化带来的尴尬.在微观观测中,现察者只是对作为描述结果的量子态的确定.量子态是对象存在的各种可能状态的几率描述,而非定域性则是在这种几率描述中所涉及的多种可能存在状态在观察确定时刻的描述性关联.量子态的叠加是各种不确定性状态或多种可能状态在描述中的共存.波函数坍缩则是由于观察使本来不确定的概率小于1的多种可能状态的描述变成确定的概率为1的描述.