2012年诺贝尔物理学奖研究成果——开辟了量子物理学实验领域的新时代

法国科学家塞尔日·阿罗什(Serge Haroche)与美国科学家大卫.维因兰德(David Wineland)因"发现测量和操控单个量子系统的突破性实验方法",共同分享了2012年诺贝尔物理学奖。塞尔日·阿罗什和大卫.维因兰德独立地发明并拓展出能够在保持个体粒子的量子力学属性的情况下对其进行测量和操控的方法,而这在之前被认为是不能实现的。     

时域有限差分法在势垒贯穿问题中的应用

时域有限差分(Finite Difference Time Domain,FDTD)法在量子力学问题中的应用越来越引起人们的关注。系统介绍了该方法的基本原理、边界处理方法和初始试探波函数的选取。在此基础上,计算模拟了三种不同的势垒如方势垒、三角形势垒和谐振势垒下系统的能量变化、概率变化,再现了量子隧道效应这一重要物理现象。进一步表明了运用FDTD法来解决量子力学问题是方便可行的,并且以系统平均能量方法处理截断边界能得到比较理想的结果。对于解决其它量子力学问题具有一定的指导意义。     

用量子生物学方法分析生物系统中受激光作用的氢键归属

量子生物学是量子力学与分子生物学相结合的产物,它运用量子力学原理,通过数学运算来研究生物分子的电子结构、电磁性质、能量转移和化学反应等问题。采用量子生物学方法分析生物系统中的氢键归属问题。     

浅议量子力学中的因果性

本文运用马克思主义的哲学原理,对爱因斯坦和玻尔关于量子力学的因果性的观点进行系统评述,从而阐明量子力学中的因果性是客观存在的。     

基于概率信道的远程制备三比特态方案与实验研究

量子通信是一项涉及量子力学和物质量子特性的新型通信技术,具有高效性和在理论上的无条件安全性等特性,使其在电子通信、金融安全和军事工业等领域有着广泛的应用前景。为了从实践应用的角度讨论量子通信,本文讨论基于Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ)概率信道的远程制备三比特量子态的方案并以单量子比特为例,通过IBM量子实验平台进行量子系统隐形传态实验,验证该系统的保真度为0.819。远程利用量子计算机进行线路模拟仿真的实验,为今后进一步理论和实践研究做好铺垫。     

浅谈量子力学因果性

运用马克思主义哲学原理，对爱因斯坦和玻尔关于量子力学的因果性的观点进行系统评述，从而阐明量子力学中的因果性是客观存在的     

基于量子纠缠测量理论的电子支付协议设计

提出了一个基于量子力学基本理论的电子支付协议.经典支付系统存在部分漏洞,可能会带来安全隐患.利用纠缠粒子之间的关联性,实现签名、购买、支付等环节;使用量子单向函数和量子交换测试线路,验证签名的有效性;通过信道检测中的冗余粒子传输支付信息,节约成本.该方案在量子力学基本原理的保证下,具有无条件的安全性,符合支付系统的基本要求.     

“Quantum”中文译名源流考

量子力学是20世纪最伟大的科学成就之一,考察“Quantum”一词在日本、中国的翻译传播是理解现代科学思想“东渐”的重要一环。本文以“Quantum”的中文翻译为研究对象,考察其语词来源、翻译传播方式、跨学科间的流变以及在中文中的接受理解,以此来刻画量子力学东传历程,丰富现代物理学东传的整体图景。首先,基于文献和概念分析法,理清了“Quantum”一词的产生与流变。其次,考察了中国科学家群体对“量子”概念的中译实践,梳理了“量子”概念传入路径和统一过程。最后,从翻译视角呈现了量子理论传入初期中国学者对“量子”概念的接受、演变过程,阐明了中国早期的量子力学学者对量子力学的传播实践。整体上,以期通过对“量子”在西方、日本和中国传播实践的考察,为理解量子力学在东方的传播实践提供一个实证案例。     

关于量子力学与量子计算机

从量子力学原理出发，说明量子力学的结果是现有计算机技术的天然障碍，论述了量子计算机的概念、基本原理，并简介了量子计算机的几种实验方案．     

量子计算机的量子力学基础

文章从量子力学的基本原理出发论述了量子计算机的量子比特、量子寄存器和量子逻辑门的量子力学基础及量子计算机的优越性和存在的困难。     

应用核磁共振实验实现量子计算的注记

从量子力学的基本原理出发,阐述了利用核磁共振进行量子计算的实验方法,澄清了有关文献中若干容易混淆而又十分重要的概念,并进一步报道CNOT门操作的实验方法和结果.实验结果与理论的预言一致.     

量子计算机与量子物理（2）

2．6量子力学的基本方程从一般的理论而言，量子力学中，许多物理问题可化为不同坐标系间的变换问题：当同坐标系之间相对作匀速直线运动时，应用绝伦兹变换，属于狭义相对论性的问题；当两坐标幕闻相对作加速运动或转动时，应用广义经标变换，属于广义相对论性的问题。在许多实际问题，相对论效应可近似地忽略，非相对论性的量子力学能与实验符合得很好（用此，凡是在非相对论性的量子力学与实验符合得很好的情况下，我们都采用薛定得方程初所有结果的非相对论性的极限。在有的错况下，采用密度矩阵表示，如对所谓赝统密闭讨论。但是在一般…     

量子纠缠首次在电晶体线路中完美实现

量子纠缠是一种量子力学现象,具有量子纠缠现象的成员系统们,即使距离遥远,仍保有特别的关联性,仿若“心有灵犀”一般,也就是当其中一颗电子由于被操作,状态发生变化时,另一颗也会即刻发生相应的状态变化,仿佛两颗电子拥有超光速的秘密通信一般。这种被爱因斯坦时代的科学家们称为“鬼魅似的远距作用”的现象,实际上是打开人类进入量子世界的“钥匙”,其一旦纯化,包括量子密码术、量子信息学及量子计算机,都将应运而生。     

量子测量与量子力学的基本问题

阐述量子测量的本质，测量对微观粒子的影响，以及测量假说在量子力学中的地位；最子退相干是量子测量引起量子纠缠的必然结果，是路径实验干涉条纹消失的主因。     

跟踪国际学术前沿 迎接量子信息时代——《量子计算与量子优化算法》评介

科学家预言:"21世纪,人类将从经典信息时代跨越到量子信息时代."被誉为20世纪伟大科学革命之一的量子力学尽管已有百年历史,但它在信患科学中的应用仅仅始干20世纪90年代,量子力学与信息科学交叉融合诞生的量子信息学,是量子信息时代来临的重要标志.     

质子衍射的束缚态理论研究

虽然量子力学的正统理论基本都得到了实验的证实,但是迄今为止仍然有一些理论令科学家感到困惑,认为它们是"来自北方的迷雾".费曼提出电子的双缝干涉实验是量子力学的核心问题,科学家进而对微观粒子的波动性理论进行了持续的研究.根据量子力学束缚态理论,提出质子经过双原子核之间时,波函数的空间分布必然是量子化的,我们称之为瞄准距离的量子化,结合经典力学理论,质子衍射图样也势必会出现明暗相间的条纹.     

非对称量子阱中折射率变化研究

主要研究了一种特殊非对称量子阱中的克尔非线性折射率的改变.首先利用量子力学中的密度矩阵算符理论和迭代方法导出了量子阱中的克尔非线性折射率的改变的表达式,然后以典型的非对称量子阱材料为例作了数值计算.数值结果表明,入射光强以及系统的非对称性对克尔非线性折射率以及总的折射率的影响,从而为实验研究提供理论依据.     

浅谈量子纠缠态的实现及应用

本文首先讨论量子力学的意义,进一步介绍了量子力学的最新进展——"量子纠缠态"的数学定义,并介绍了二粒子纠缠态一种实现方法和其应用。     

低维半导体GaAs圆形和矩型量子线的能带结构

利用量子力学方法对低维半导体GaAs无限深势阱圆型量子线和有限深势阱矩型量子线的能带结构进行了详细的分析研究,分别得出系统各自的能量表式和波函数表式,并对其束缚态能量存在的必然性和物理意义进行了进一步的分析探讨。     

浅谈经典理论与量子力学的联系

文章首先回顾了量子力学发展史上的几个问题,简要说明了"EPR佯谬"和"薛定谔的猫"的主要内容,然后通过"幽灵成像"实验简单介绍了近几年科学家在研究经典理论与量子理论关系时所付出的努力,继而通过介绍"量子世界中的欧姆定律"和"光合作用与量子力学的联系"说明了量子力学与我们生活的联系。最后,剖析总结量子力学现今仍存在的问题,并得到量子力学亟待发展这一结论。