一维单点位置缺陷分离时间量子行走的传输特性

分离时间量子行走是由条件平移算符和硬币算符相继作用在初态上的动力学演化过程。文章通过改变一维均匀无限长格点线上某一位置处的硬币算符,引入反射参数,构造单点缺陷模型,研究了系统的量子传输特性。通过求解两步行走的幺正演化算符的本征方程,得到一维单点位置缺陷分离时间量子行走的本征束缚解。量子行走在该一维缺陷格点线上传输出现的局域化效应,正是该本征束缚态导致的结果,合理地解释了局域化效应及局域化强度与引入的反射参数之间的关系。     

基于单粒子的量子投票方案

提出了一个量子投票方案。投票者利用局域幺正操作进行投票，计票员可根据测量的结果计算出投票的结果。通过对方案的正确性和秘密性进行分析，表明该方案是安全的。而且，与采用Ⅳ维量子纠缠态的量子投票方案相比，该方案只涉及二维量子态，测量较为简单，这在现有的技术条件下是更易于实现的。     

确定性地实现非局域高维量子Toffoli门的网络设计与优化

本文提出确定性地实现非局域高维量子Toffoli门的操作方案.分别设计两个量子网络实现该非局域门.方案一是Eisert等人方案的高维推广.该方案的缺陷是需在靶端执行一个高维三体门.直接实现多体高维量子门,在目前的技术条件下仍存在一定的困难.在不改变网络功能的条件下,对方案一进行了优化.通过在靶端引入辅助的三维粒子(Qutrit),有效地降低了网络的复杂度.方案二的简单性及其对资源的有效利用等特点,使其在目前的实验条件下更具可行性和更加适用于大规模量子网络.     

基于优超理论的纠缠纯态转化

利用优超理论实现了高维量子系统中局域纠缠纯态的确定转化;在一个44维量子系统的低维子系统中两次利用优超理论,并通过正定算符值测量(Positive Operator Valued Measure,POVM)、算子测量、局域操作和经典通信(Local Operations and Classical Communication,LOCC),最终实现了44维量子系统中的纯态以100%的概率完成转化。通过计算和理论推导说明这种基于优超理论的纠缠纯态转化会降低量子子系统Von Neumann熵。     

基于非对称量子信道的非局域N-qubit受控幺正门的网络设计与优化

本文提出在非对称量子信道辅助下有效地实现非局域N-qubit受控幺正门的局域操作方案.分别设计两个量子网络去实现该非局域门.方案一用(N–2)个对称的qubit-qubit Bell态和一个非对称的qubit-qudit Bell态作为量子信道.它利用qubit-qudit Bell态中qudit的(N–2)个附加能级将(N–1)个非局域控制态的多个计算基态"隐藏"起来,简化了该非局域门的操作.该方案的缺陷是,qudit的能级和所耗费的1-qudit门随N增加.在不改变网络功能的条件下,方案二用(N–1)个非对称的qubit-qutrit Bell态作为量子信道,对方案一进行了优化.该方案分别利用(N–1)个qutrit的第3能级仅将(N–1)个非局域控制态的某个计算基态"暴露"于随后的操作,进一步降低了网络的复杂度,提高了操控速度.值得注意的是,两个方案在不使用辅助系统的条件下所需的局域二体门仅为(3N–4)个.     

非局域双缝双光子干涉的量子局域性理论

设计了一个新的非局域双缝双光子干涉的实验,从局域的量子理论出发,计算得到了与实验现象相一致的理论结果,说明即使光子对是非纠缠的,也可以得到表观为非局域的实验结果。     

利用耦合超导量子比特实现受控U门

运用两量子比特非局域操作的几何表示理论,提出了利用射频脉冲作用下的耦合超导量子比特构建受控逻辑门(受控U门)的一个理论方案,并进一步推导出在电容耦合和自感耦合系统中构建受控U门时,其哈密顿量中的拉比频率所需要满足的条件.最后通过两量子比特控制相位门的实现说明该方案的可行性.     

连续时间量子行走在粘接树图上的散射特性研究

将二维粘接树图(Glued-Tree)等效为一维格点线,降低系统希尔伯特空间维数,研究了连续时间量子行走的散射特性,讨论了粘接树图的代数以及粘接处的位势对透射率的影响。结果表明,通过调节粘接格点处的位能,量子行走的透射率随着入射动量和树图代数的变化可以表现出衰减和振荡行为。当粘接格点处的位能与其他格点位能相差不大时,会表现出共振特性,量子行走完全通过粘接树图。这种共振现象有的是与振荡行波有关,也有的与衰减区域的局域束缚态有关。随着粘接格点处的位能与其他格点位能相差增大,这种共振行为渐渐消失,最后量子行走的透射率会趋向于零。     

远程协作实现对线性相关对称高维量子态的最大信心辨识

利用非局域二维受控一旋转门,Alice远程协助Bob实现对他未知的Ⅳ个线性相关对称d维量子态的最大信心辨识（N〉d）．该方案中,一非局域正定算符值测量系列（POVMs）起着关键作用,给出了这些测量算符的最优数学表式．也给出方案的成功概率及完成该方案所花费的纠缠和经典通信资源．值得注意的是,方案中每一非局域POVM只包含两个可用对角矩阵表示的远程测量算子,故仅需（m-1）个二维最大纠缠态就可完成-2m×2m维的非局域POVM．方案在目前的实验条件下是可行的．     

石墨烯量子点二聚物的等离激元激发

基于含时密度泛函理论,研究了石墨烯量子点二聚物的等离激元激发.当2个石墨烯量子点靠近,若量子点间的间隙较大,通过电容性相互作用时,石墨烯量子点二聚物的低能等离激元共振模式随着间隙的减小发生红移.进一步减小间隙时,由于电子的隧穿,二聚物的等离激元共振模式发生了改变,杂化等离激元共振模式形成.杂化等离激元共振模式随着间隙的减小继续红移.石墨烯量子点二聚物等离激元共振模式的演化规律不依赖于石墨烯量子点的形状.     

无序反射下分离时间量子行走的纠缠特性研究

文章以一维有限长格点线上的分离时间量子行走为对象,考虑反射边界效应,并通过静态和动态两种方式随机地断开相邻格点间的连接边引入无序效应,研究了局域和非局域两种不同初态下,无序效应对量子行走位置自由度和硬币自由度之间纠缠的影响。对于非局域初态,静态无序和动态无序都能够增强纠缠,而对于局域初态,只有动态无序可以增强纠缠。不管无序强度多大,动态无序都会使得纠缠在长时间极限下趋于最大纠缠。     

固液介面微观结构的分析及张力计算

应用密度泛函理论计算了固—液介面的张力．首先讨论了两种广泛应用的密度泛函方案——局域的和非局域的泛函，比较了它们的优点和缺点，从而建立了自己的亥姆霍兹自由能泛函，发挥了局域密度泛函的优点，又减少了它的严重计算繁杂性．我们得到的结果比局域密度泛函方法得到的结果更接近实验结果     

无限维两体量子系统态的一些纠缠判据

探讨了无限维两体复合量子系统态的可分性问题,利用局域不确定性关系提出了无限维两体量子态可分的一些必要条件,得到了可分态所满足的一些不等式,推广了作者Otfried Guhne（PhysRev Lett,2004）和Zhang Chengjie（Phys Rev A,2010）的有限维的相关结果,对于识别无限维量子系统态的可分性是一个补充。     

硅量子点表面钝化的发光研究

通过第一性原理模拟计算发现，对硅量子点表面的钝化条件不同，引入的局域态也不同。我们分别用Si=0和Si-O-Si键对量子点表面进行钝化，在带隙中引入了局域态；而分别用Si—H和岛一OH键对量子点表面进行钝化，在带隙中没有引入任何局域态。结合硅量子点的制备实验和发光的检测，可以解释硅量子点在不同条件下的发光机理。     

含时硬币算符作用下量子行走的传输和纠缠特性

在一维晶格离散时间量子行走中,我们引入含时硬币算符,分别研究了由单个硬币算符和两个硬币算符直积作用下的概率分布及纠缠动力学行为.研究发现在改变硬币参数的情况下,单个硬币作用和两个硬币作用的量子行走都可以展示包括动力学局域化,量子弹道传输在内的丰富的动力学行为,而且硬币自由度和位置自由度之间的纠缠随演化时间的增加出现周期...     

共价AB^qn型粒子中离域π键判断公式的推导及应用

根据价键理论,杂化轨道理论和离域π键概念,提出共价ＡＢ＾ｑｎ型粒子中离域π键的判断公式,π＾ｍ＝ｍ＋ｎｍ２＋ｑ－２（Ｑ＋ｎＱ－ｎ）,ｎ＋１并以实验验证了公式的可靠性。     

三体量子系统的量子导引方案

复合量子系统的量子导引(Quantum Steering),又称量子操控,是指通过某个子系统上的测量来导引(操控)另一系统的状态.它是介于量子纠缠与Bell非局域性之间的一种非对称量子特性.正是这一特点使得量子导引能在许多方面发挥重要作用,因而备受学者的广泛关注.两体系统中的量子导引已有许多研究,而多体量子系统比两体系统拥有更加复杂的结构,其中的导引方案更加多样化.本文提出三体量子系统中的两种量子导引方案,称为"单边设备独立导引方案"与"双边设备独立导引方案".根据局域隐态的可分性与局域隐变量的独立性,每个导引方案又包括两个导引情景.在描述物理思想的基础上,提出了三体量子态不可导引与可导引的数学定义,给出了量子态不可导引的充要条件及充分条件.     

氧气中加工生成硅量子点的受激发光

用纳秒脉冲激光辐照加工生成硅量子点结构,经过适当退火后,在605 nm和693 nm处检测到受激发光峰并能观察到有明显的光增益现象和阈值行为。通过在硅量子点表面建立Si-O-Si桥键和Si=O双键键,用第一性原理对氧气中用激光加工的硅基量子点的电子态密度进行模拟计算,结果表明两种键在量子点中都形成局域态,但局域态位置不同。结合理论和实验,得出产生受激发光峰增强效应和阈值行为的主要原因,并提出硅量子点纳米激光这一新思想,量子受限效应决定激光的抽运能级,局域态在导带和价带之间为粒子数反转提供必要条件。     

二维双色型光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚的局域化

利用含时变分法研究了二维双色型光晶格中玻色爱因斯坦凝聚中稳定局域态的性质.根据含时变分法利用高斯型试探波函数和Euler-Lagrange方程给出了高斯型局域态的波包宽度随时间变化的二阶微分方程,确定稳定了局域态的波包宽度.利用数值计算方法直接求解了Gross-Pitaevskii方程,给出了稳定局域态的空间分布.结果表明,在原子之间存在非线性排斥和吸引作用,或者非线性相互作用为零时,在二维玻色-爱因斯坦凝聚中均可以形成稳定的局域态.     

联合噪声信道下基于部分纠缠信道的非定域Toffoli门远程实现

量子操控远程实现是量子通信重要任务之一,最近,基于量子纠缠信道的非定域量子门引起了广泛关注.基于不同信道提出了双量子比特控制非门,三量子比特Toffoli门远程实现方案.本文研究信道联合噪声下基于部分纠缠信道的三粒子非定域Toffoli门远程实现方案,提出了两个非最大纠缠信道下可克制信道联合噪声的非定域Toffoli门远程实现方案.一个方案用于联合退相位噪声下基于部分纠缠信道的非定域Toffoli门远程实现,另一个用于联合转动噪声下非定域Toffoli门远程实现.通信方先使用退相干无关子空间克制信道联合噪声影响,再通过引入附加粒子和执行联合幺正演化消除部分纠缠信道对非定域Toffoli门远程实现影响.通讯方仅需使用部分纠缠态来实现非定域量子门,与其他方案相比,具有可行性强的优点.