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。     

无错区分两个任意分布的未知纬线态

量子态分辨在量子信息和量子计算领域中是一个非常重要的问题.在量子通讯理论和实验的研究过程中,经常要用到赤道态,它是一种比较特殊的纬线态.本文主要利用Neumark定理和可编程量子态分辨器的光学实现方法来研究如何无错区分两个任意分布的未知纬线态,推导出了测量算符和对应的成功概率,并且发现本文得到的测量算符与无错区分均匀分布纬线态得到的最优测量算符一致.这些结果对实验室中构造可编程量子分辨器具有重要参考意义.     

美科学家揭秘灵魂出窍

美国和英国的两位著名科学家提出了一项引人注目的理论,认为构成灵魂的量子物质离开神经系统而后进入宇宙时便会出现濒死经历。根据他们的理论,意识是大脑内一台量子计算机的程序,即使人死后,这个程序仍可以在宇宙中存在。这种现象可以解释一些人出现的濒死经历。这项与意识有关的量子理论由美国亚利桑那州大学意识研究中心负责人和麻醉学与心理学系教授斯     

物理奖:操控单个量子系统

2012年诺贝尔物理学奖授予法国科学家塞尔日·阿罗什(Serge Haroche)和美国科学家戴维·瓦恩兰(David J.Wineland),以表彰他们在实验方法上的基础性突破。他们发展的实验方法,使人类对单个量子系统的测量和操控成为可能。微观系统遵循量子力学原理,而量子力学预言了很多非常奇特     

非马尔科夫环境中海森堡XYZ自旋链的隐形传态

利用量子隐形传态方案研究两比特各向异性海森堡XYZ模型隐形传态保真度随时间的演化过程.以最大纠缠态■作为信道，通过量子态扩散方法求解非马尔科夫主方程，从而获得系统的约化密度矩阵；再通过标准的隐形传态方案计算海森堡XYZ自旋链的平均保真度.经过研究发现：当环境关联系数γ较小时，平均保真度明显地呈现出上升的趋势，这表明非马尔科夫环境能够增加平均保真度；同时较大的自旋耦合系数J和余弦磁场强度B也能够增加平均保真度.     

基于隐形传态的量子网络监控

根据隐形传态过程和经典信息传输特点,以通信双方为研究对象,设计了多对纠缠粒子隐形传态网络传输流程.为了保证传输是可靠的,运用量子克隆机进行量子态的复制与备份,再进行信息传输.考虑到在量子信道中第三方无法直接监控量子信息,设计了第三方在数据链路层中计算数据帧比特数的方法和在网络层接收IP数据报的方法,间接实现了对用户的监控,同时解决了国安局对于信息安全传输的用户监控问题和电信公司对于用户通信时间、通信流量的收费问题.     

利用高斯传播子研究含源介观电路的量子效应

按照Louisell量子化方案，利用高斯型传播子研究了含源介观RLC电路量子态的时间演化，得到了描述体系量子态的严格波函数，进而求出了量子跃迁几率的公式，为定量分析介观电路的量子性质提供了理论依据．     

减光子压缩真空态的构造及其压缩效应

利用算符+-1作用于压缩真空态构造一类新的量子态:减光子压缩真空态.在所构造的量子态中,其正交分量的压缩特性与算符作用次数有关,量子态的两个正交分量在算符+-1仅作用于压缩真空态一次以及偶数次的情形下分别在不同的压缩参数的取值区间内产生压缩,并且压缩效应随算符作用次数的增加而减弱.     

通过原子与腔场的非共振相互作用转移原子纠缠态

提出一个方案用于转移双原子纠缠态和W态.方案基于2个原子同时与一个单模腔场非共振相互作用的模型.转移过程中,原子与腔场之间不交换量子信息.腔场仅仅是被虚激发,所以方案对腔的品质因子的要求大大降低.不需要做任何测量,原子纠缠态可以直接转移给接收方的原子,成功几率为100%.     

三能级原子与光场的动力学演化特性

运用全量子理论的方法分析了三能级原子与光场相互作用系统，并基于波函数研究了同一耦合强度下不同量子态的动力学演化特性，进一步探讨了同一量子态不同耦合强度对系统动力学演化特性的影响.在同一耦合强度下，原子在|b₁>态的布居值随着时间的增加呈现出先减小后增大的趋势，原子处于|b₂>态与|b₃>态的布居值随着时间的延长呈现出先增大后减小的趋势；|b₂>态所对应的布居值在同一个周期内产生3个峰，|b₃>态所对应的布居值在同一个周期内产生2个峰，且在第1个峰值之后还产生了1个低谷；不同量子态的布居值均随着时间的推移呈现出周期性振荡规律.在同一量子态下，随着耦合系数的增大，光场与原子间量子态的动力学演化振荡特性逐渐增强，系统动力学演化图形始终随着时间的增加而保持周期变化.