关于量子算法理论

本文讨论在量子计算机上进行量子计算的方法。重点讨论Shor的量子因子分解方法。经典的大数因子分解对所有的现行计算机而言是难解的。现在通用的公共加密系统正是利用这一困难作为加密的基础。但是，在量子计算机上进行的Shor量子算法，使大数因子分解不再是难解的而是有效的，因而可能对现在通用的公共加密系统形成挑战。本文介绍在量子计算机上进行的Shor量子算法，即利用量子态的相干叠加和纠缠特性以及量子逻辑门实现量子计算的方法：并着重从理论原理和实验实现这两方面说明利用余因子函数和分立福里叶变换使这种量子算法对因子分解是有效的。     

量子态隐形传输创新纪录

有历史学家总结:18世纪至19世纪是机械世纪,20世纪是信息时代,现在的21世纪是量子世纪。据物理学家组织网9月5日报道,维也纳大学和奥地利科学院的物理学家实现了量子态隐形传输最远距离——143公里,创造了新的世界纪录。该实验向基于卫星的量子通信迈出了重要一步。相关研究结果发表在最新一期《自然》杂志上。     

利用四粒子χ-Type态在腔量子电动力学中实现任意两粒子态的量子信息分裂

提出了一个利用四粒子纠缠态χ-Type态在腔量子电动力学中实现任意两粒子态的量子信息分裂方案。和其他的量子信息分裂方案相比,此方案有一些优势。方案不包含Bell基测量,并且对腔衰减和热场都不敏感。在目前的腔量子电动力学技术中更易于实现。     

穿越时空的奇迹

不久前,由中国科技大学和清华大学组成的联合小组成功实现了世界上最远距离的量子态隐形传输,16公里的传输距离比原世界纪录提高了20多倍。新华社报道说,实验结果首次证实了在自由空间进行远距离量子态隐形传输的可行性,为全球化量子通信网络最终实现奠定了重要基础。     

线性无关非正交态的分辨

根据量子力学的基本原理，完美分辨非正交的量子态是不可能的。在允许无结论结果出现的情况下，一般测量（POVM）能给我们带来明确的结果。本文在现在已有的基础上，改进了一般测量的实现方法，将特殊量子态的分辨推广到更加一般的情况。     

量子世界不再“与世隔绝”——解读2012年度诺贝尔物理学奖

<正>在2012年10月9日,全世界肯定有很多物理学家在内心忐忑而又故作镇定地等待一个来自瑞典的电话。在这一天,本年度的诺贝尔物理学奖将揭晓。与诺贝尔文学奖得主早早地被博彩公司与媒体猜中不同,最终接到来自瑞典皇家科学院电话的两位物理学家在得奖之前没有被任何预测诺贝尔奖的机构看好——来自法兰西学院的法国科学家赛尔日·阿罗什(Serge Haroche)和来自美国国家标准与技术研究所与科罗拉多大学的美国科学家大卫·维因兰德将分享2012年的诺贝尔物理学奖奖金。     

广义测不准关系与黑体辐射

介绍了位置与动量的广义测不准关系，得到了位置的最小不确定度，与此相应的微观状态的态密度必须作出修正，该修正对当前前沿科学所遇到的许多问题将产生广泛的影响．例如对黑体辐射问题，讨论显示，与Planck温度比较在温度较高的情况下斯特藩一玻耳兹曼定律并不成立，辐射场的总能量应该与温度成正比．     

用非最大纠缠态实现三粒子部分纠缠态的量子受控传递

由于制备与传输中的环境耦合,现实中的纠缠态大部分是非最大纠缠态．在研究现有量子受控传递方案的基础上,提出了一种利用非最大纠缠态作为量子通道来几率地传输三粒子部分纠缠态的量子控制方案．在该方案中,选择量子通道中的一个粒子作为控制粒子,发送者进行一次Bell基测量和2次Hadamard门测量;控制者实施一次Hadamard门测量,并将他们的测量结果利用经典信道发给接收者;接收者根据他们的测量结果进行适当的幺正变换以及一些必要的投影测量就能得到待传的未知量子态．该方案是一种基于非最大纠缠态的几率受控的隐形传态方案,可以应用于远程量子计算、远程量子克隆、量子远程控制等．     

基于紧束缚环模型的分数恢复现象研究

探讨了一维均匀紧束缚环模型中高斯波包的时间演化规律.应用解析及数值方法,研究了量子态在该系统中的演化过程,得出分数恢复现象的特征,即在某些时刻量子态表现为若干不同空间位置的子波包叠加,且这些子波包与初始波包具有相同的形状.此外,还从保真度的角度验证了分数恢复现象,并讨论了分数恢复现象在量子信息领域的应用.     

量子态在包括长程相互作用磁耦极相互作用系统中传输的研究

分析了量子态在包括长程相互作用自旋系统中的传输过程,分自旋传输系统处于基态和热平衡态两种不同情形进行讨论.通过自旋系统随时间的自由演化,不需要对系统进行其它的操作,就可以实现量子态从自旋链一端向另一端的传输.再选择合适的时间进行测量,可以提取得到保真度接近1的量子态.初始时刻自旋系统处于基态时,保真度随着测量时间呈准周期变化,并在0.5~1之间震荡.当自旋传输系统处于热平衡态时,最大保真度随着温度的降低而升高.无论体系初始时刻是处于基态还是处于热平衡态,当系统处于适当的外加恒定磁场中,传输效率都会提高.