自旋为1的系统的量子非经典性度量

相干态最初在1960年由Klauder和Sudarshan提出.基于此,许多经典性和非经典性的度量被提出. 1971年Radcliffe提出了原子相干态,但基于原子相干态的非经典性度量研究仍然较少.本文利用原子自旋相干态的特征提出一种度量非经典性的方法,并讨论了这种度量的若干性质,例如转动算符作用下的不变性和纯态的非经典性.我们给出了一些计算例子,例如猫态、NOON态和混合态.这种度量只在自旋为1的系统上讨论.这些结果对探索量子非经典性的度量和量子资源理论有一定的意义,也对实验室利用非经典性度量起到积极作用.     

有噪量子信道中的量子相干性

量子态的相干叠加是量子力学的重要特征,同时也是量子计算能够实施的重要资源.由于噪声的影响,量子比特系统的相干性不能长时间的保持.有噪量子信道能够多大程度的保持量子相干性?本文利用相对熵相干性度量,首先讨论两体量子系统相干性、纠缠以及量子关联之间的关系.然后讨论噪声对相干性的影响.通过定义最大相干性的衰减量,即相干性衰减,进而讨论相干性衰减与系统和环境之间纠缠的不确定性关系.最后,具体讨论几类常见量子信道保持最大相干性的能力.     

动量表象中自由演化的一维高斯波包的相干性

相干度可用于定量计算各种量子态的相干性.自由演化的高斯波包会出现"波包弥散",其相干度可能会随时间变化.不同表象中,同一个态的相干度是不同的.本文在动量表象中,应用l1-范数、量子相对熵、方差和标准差4种度量方法分别计算一维高斯波包的相干度.计算结果表明:l1-范数和量子相对熵得到的整个波包的相干度都是定值,与时间无关;方差和标准差得到的结果分别与所选维数的比值,也都趋于定值.这表明波包虽然会弥散,但其在动量表象中的相干度保持不变.因此,这4种相干度的定义都描述了量子态的整体相干度是不变的,但不能对若干子波干涉的相干度细节进行描述.     

Klauder-Perelomov相干态Wigner函数的边缘分布及Tomogram函数

利用相干态表象下的Wigner算符及有序算符内的积分技术,计算了非简谐振子Klauder-Perelomov相干态Wigner函数的边缘分布及Tomogram函数.借助于数值计算,讨论了此量子态所具有的量子特性和Wigner函数边缘分布的物理意义.     

密度算子的性质及其应用

在量子力学中,密度算子作为量子系统的混合状态表示,其表达能力和性质得到广泛应用。本文基于矩阵和密度算子基础理论,利用Bloch向量表示单量子比特,得到纯态和混合态的密度矩阵的奇异值分解表达式和幂形式。通过分析密度矩阵的若尔当标准形,得到密度算子的一些特殊性质。利用密度算子的基本性质,通过选取二进制点作为量子比特的基矢,分析了由密度矩阵表示的多量子比特系统中量子叠加态的相干性,并研究了密度算子作为量子态可区分的数学理论。     

量子态的极大可操控相干性

定义两体量子系统中量子态的极大可操控相干性,证明当且仅当量子态为经典关联态时量子态的极大可操控相干性是0,并且得到了任意量子态的极大操控相干性的上界。研究局部量子信道对量子态的极大可操控相干性的影响,分别得到了增加或减少极大可操控相干性的局部量子信道的充分或必要条件。     

有限维广义相干态的测量相位算符的压缩效应

构造了有限维希尔伯特空间非简谐振子广义相干态，利用了Barnett和Pegg提出的测量相位算符，讨论了该量子态的测量相位算符的压缩效应，给出了压缩条件与参数之间的关系，理论计算表明该量子态存在测量相位算符的压缩效应。     

~(-1)和~(+-1)对偶、奇相干态作用的量子统计性质

偶、奇相干态是光场的两个具有完全不同量子统计性质的非经典态 ,在湮灭算符 a的作用下可实现它们之间的相互转化 .本文讨论偶、奇相干态的量子统计性质在玻色湮灭算符的逆算符 a- 1和玻色产生算符的逆算符 a+- 1 作用下的变化 .     

耗散腔中两二能级原子的量子退相干

在能量耗散腔中,原子用泡利算符描述,光场用相干态描述,运用密度矩阵理论,得到了两二能级原子密度矩阵元的演化规律及退相干因子.分析与单模辐射场作用过程中原子态的量子相干性.结果表明: 原子态的量子相干性的演化特性取决于原子-场耦合常数、光场的平均光子数和衰变系数.     

一类基于k-体分划的多体态的量子关联测度

量子关联在量子信息任务中起着极其重要的作用,量化量子态的关联是其中最主要的问题之一.文章给出了一类基于k-体分划的多体量子态的量子关联测度,它可以量化多体态相对于k-体分划的非经典关联性,同时证明了其满足量子关联度的一些必要性质,包括局部酉操作下保持不变,局部量子操作下不增,凸性,连续性以及在添加局部非相干辅助子系统下...     

Isotope-induced partial localization of core electrons in the homonuclear molecule N2

Because of inversion symmetry and particle exchange, all constituents of homonuclear diatomic molecules are in a quantum mechanically non-local coherent state; this includes the nuclei and deep-lying core electrons. Hence, the molecular photoemission can be regarded as a natural double-slit experiment: coherent electron emission originates from two identical sites, and should give rise to characteristic interference patterns. However, the quantum coherence is obscured if the two possible symmetry states of the electronic wavefunction ('gerade' and 'ungerade') are degenerate; the sum of the two exactly resembles the distinguishable, incoherent emission from two localized core sites. Here we observe the coherence of core electrons in N(2) through a direct measurement of the interference exhibited in their emission. We also explore the gradual transition to a symmetry-broken system of localized electrons by comparing different isotope-substituted species--a phenomenon analogous to the acquisition of partial 'which-way' information in macroscopic double-slit experiments.     

宏观极限下的量子动力学模型的退相干

本文利用位移算符的性质以及相干态的性质很方便地推导了量子动力学模型的相干项.同时推导出约化密度矩阵的非对角元为两个相干态的内积.最后,我们在两个特殊情况下实现了宏观极限下的退相干.     

强度耦合的广义Jaynes-Cummings 模型中相干态的周期性复原效应

考察了依赖强度耦合的广义Jaynes-Cummings模型.假定初始时光场是相干态、原子处于相干迭加作者发现,在相位匹配条件下,初始场的相干态展示周期性的复原效应.同时,还证明了在描写光场的相干性方面,光场的量子相位与量子相干性是并协的.?烫     

一种基于Toeplitz矩阵重构的波达方向估计新算法

为了提高空间谱中信号与噪声的区分度以及改善传统Toeplitz矩阵重构算法在进行波达方向(direction of arrival,DOA)估计时的精度,本文提出一种新的基于Toeplitz矩阵重构的DOA估计算法。首先将观测数据估计的自相关矩阵预处理得到数据向量,并基于数据向量进行Toeplitz矩阵重构;再对重构后的矩阵进行奇异值分解,得到信号子空间和噪声子空间;最后同时利用信号子空间和噪声子空间进行空间谱估计。结果表明:无论是相干源还是非相干源的DOA估计,该算法估计精度均优于传统Toeplitz算法,在非相干源的DOA估计精度性能与多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法一致,并在处理相干信源个数能力与传统Toeplitz算法相同。     

不相干算子和强不相干算子的刻画

用算子代数和矩阵论的方法研究不相干量子运算和严格不相干量子运算所对应的kraus算子分解. 首先, 给出有界线性算子是不相干算子的等价条件及不相干算子的具体形式, 并给出用不相干算子刻画不相干量子运算的方法; 其次, 给出强不相干算子的具体形式及用强不相干算子刻画严格不相干量子运算的方法, 并给出严格不相干量子运算与不相干量子运算的关系.     

不相干算子和强不相干算子的刻画

用算子代数和矩阵论的方法研究不相干量子运算和严格不相干量子运算所对应的kraus算子分解. 首先, 给出有界线性算子是不相干算子的等价条件及不相干算子的具体形式, 并给出用不相干算子刻画不相干量子运算的方法; 其次, 给出强不相干算子的具体形式及用强不相干算子刻画严格不相干量子运算的方法, 并给出严格不相干量子运算与不相干量子运算的关系.     

广义含谐振子的含时粒子数表象及绝热量子相位和绝热含时相干态

直接定义广义含时谐振子的产生、湮灭算符,从而建立了该系统的含时粒子数表象．在此表象中很方便求得系统的绝热量子相位、找到它的绝热含时相干态,并对相干态的一些重要性质进行了讨论