谐振子系统量子热机循环性能

建立一种不可逆谐振子系统量子热机循环模型, 基于Heisenberg表象算符运动方程和半群分析法, 获得了谐振子系统中热力学第一定律和循环的时间演化公式. 推导出量子热机循环的输出功、效率、输出功率和熵产率等重要性能参数的一般表达式. 通过数值解, 得到了在最大输出功率的条件下, 热机循环中各主要性能参数的最佳优化值和优化区间. 最后, 简要地讨论了诸如无摩擦、高温等特殊情况下循环的性能特征.     

不可逆谐振子卡诺热机生态学优化

建立了以无相互作用谐振子系统为工质,包含热阻、内不可逆性和热漏的不可逆量子卡诺热机模型．基于开放系统量子主方程和量子半群方法,得到了该量子热机循环的输出功率、效率、焖损失率和生态学函数等重要性能参数的一般表达式,给出了数值算例．在经典极限下,利用数值计算得到了热机循环最优生态学性能,分析了内不可逆性和热漏对热机生态学性能的影响特点,并比较分析了最大生态学函数和最大输出功率两种目标下的热机最优性能．     

含时线性谐振子系统密度算符的研究

主要是研究含时线性谐振子系统的量子解问题.首先运用李代数方法得到含时线性谐振子系统的密度算符随时间演化的量子精确解,然后对得到的解析式进行了验证和分析.结果显示,我们得到的含时谐振子系统密度算符的解析解能准确的描述含时谐振子系统密度算符随时间的演化.     

以自旋系统为工质的量子卡诺制冷循环的优化性能

建立以无相互作用的自旋为1/2的粒子组成的自旋系统为工质，由两个绝热和两个等温过程组成的量子卡诺制冷循环模型。应用量子主方程和半群逼近，研究了循环的一般性能特性，导出了制冷循环的制冷系数、制冷率和输入功三个重要参数的一般表达式。特别是详细讨论了在高温极限下自旋量子卡诺制冷循环优化性能，导出了最大制冷率和相应的制冷系数。所得结论可为低温制冷机的优化设计提供理论基础。     

量子简并对斯特林制冷循环制冷系数的影响

本文利用修正的理想气体状态方程推导出理想费米气体^3He为工作物质的量子斯特林制冷循环的制冷系数和输入功的一般表达式，讨论在高温和低温两种极限条件下循环的制冷系数，分析了量子简并对循环制冷系数的影响。所得结论可为低温气体制冷机的研究提供理论依据。     

自旋系统量子布雷顿热机循环性能分析

本文建立了一种以无相互作用的自旋1／2系统为工质的量子布雷顿热机循环模型,基于量子主方程和半群方法,分析了循环的性能特征及时间演化公式,推导出效率和输出功率的一般表达式,并在一般情况下和高温极限下对循环的功率进行优化分析。     

量子相空间表象中谐振子系统的严格解

在Torres-Vega和Frederick量子相空间表象框架下,分别用矩阵力学和波动力学方法,获得了一维谐振子系统定态Schro。dinger方程的严格解。证明了矩阵力学和波动力学在量子相空间表象中的等价性。所得到的本征函数可通过"类Fourier"投影变换投影到位移空间和动量空间中去,从而得到相应空间中的本征函数。     

量子电池

文章介绍了量子电池充电、储能、放电性能参数和近年来关于充放电协议、模型的研究成果。根据充电方式不同，量子电池模型可以分为三类：经典场充电、腔辅助充电和媒介充电。分别介绍了这三类充电方式各自特点，结合三种典型物理模型——Dicke模型、自旋链模型和Sachdev-Ye-Kitaev模型，讨论了子系统纠缠和电池元相互作用对电池充电功率的影响，最后总结了量子电池的研究热点并展望了其发展前景。     

原子波导耦合系统的多体量子纠缠产生

利用多体量子纠缠度量,研究了与一维半无限波导耦合的三个两能级原子系统纠缠产生问题.考虑原子之间的距离、原子和波导之间的手性耦合和波导有限界与原子系统的距离对量子纠缠的影响.由于镜子导致的量子反馈,使得量子系统的方程为延迟微分方程.通过求解延迟微分方程,得到原子系统的量子纠缠演化.分析发现和一维无限波导情形相比,耦合于半无限波导的原子系统中产生的量子纠缠能够持续更长时间,而且其动力学特性依赖于原子之间的距离、手性耦合强度和原子的位置.在不考虑延迟情形下,分析了手性耦合对量子纠缠的影响,发现手性耦合强度越大,量子纠缠到达最大值越快,而后更快地衰减到零.研究表明可以通过控制原子之间的距离、手性耦合强度和原子的位置来制备量子纠缠.研究对理解基于波导的多体量子纠缠产生有重要意义.     

有限自由度谐振子系统的力学问题

研究了有限自由度的谐振子系统，先给出了它的运动方程，并对其求解，又导出了它的运动方程的拉格朗日形式和哈密顿形式，将谐振子系统量子化后，由海森伯方程也可得出其运动方程。最后把经典力学和量子力学同时运用到谐振子系统的多种状态并且把它们推广到n维，从而验证了海森伯方程和哈密顿正则方程对谐振子系统的等价性。     

具有SU(1,1)李代数结构的广义谐振子系统精确求解

外场驱动下广义谐振子量子系统的动力学演化是实现诸如量子阱中离子的相干调控的重要途径.为了实现超快且高保真度的量子调控,一个重要的前提是对广义谐振子系统满足的薛定谔方程进行精确求解.文中利用代数动力学方法,通过选取适当的正则变换确定了两表象之间的对应关系,建立了可以解析求解的具有SU(1,1)李代数结构的广义谐振子系统的...     

量子阱LD有源区量子阱数目的优化设计

采用直观的载流子、光子库模型,导出半导体激光器速率方程,得到输入电流、输出光功率的关系以及激光器腔体参数与注入电流的关系,从而给出在设计激光器时遇到的相关限制的方程,以及LD电流与某种形式的电流增益转换因子的关系,根据增益曲线上的最佳工作点来优化有源区量子阱数目．给出了共面量子阱LD在固定有源长度、固定无源区长度的共面量子阱激光器的量子阱数目优化方案．     

量子测量与时空塌缩

在综述量子Zeno效应和量子态超空间传送(它包括量子Teleportation和Swapping)的同时，着重分析了它们与量子力学基本原则以及时空性质之间的关连．强调指出，量子测量将导致空间广延性的消失和时间流淌性的停滞，而所述的三个奇妙量子现象正是这种时空塌缩的物理表现．     

状耦合三量子点结构的电子输运性质

采用修正速率方法研究了环状耦合三量子点系统的瞬态和稳态输运性质．推导了环状耦合三量子点系统的约化密度矩阵运动方程和流经系统的电流．数值计算结果表明：系统处在各状态的几率和流经系统的电流随时间呈现振荡行为．当时间足够长时,它们都趋于稳定值,表明系统达到了稳定状态．在外加磁场的作用下,稳定电流呈现以2π为周期的Aharonov-Bohm振荡．     

全同费米子系统的量子隐形传态

全同费米子系统的量子隐形传态比可分辨粒子系统的量子隐形传态更为复杂。通过引入空间自由度的方法，提出了一种适用于不可分辨费米子系统的量子隐形传态方案。     

混合驱动量子点制冷机

研究了由两个单能级量子点分别与两电子库耦合而构成的混合驱动量子点制冷机的性能特征.考虑非辐射效应的情况下,论文应用主方程描述电子在传输过程中的动力学特性,导出了制冷机的制冷率和制冷系数,得到了其性能特征曲线,并分析和优化其性能.研究表明,由于非辐射效应的存在,制冷系数会降低,制冷率随制冷系数变化的特征曲线为回原点扭叶型曲线;两量子点能级差或者两库化学势差分别是外界提供的光能或者电能,只要有外界能量的输入,该模型就具有制冷效果.当光能或电能一定时,最大制冷系数下的制冷率和最大制冷率下的制冷系数都存在极大值;外界输入能量一定时,存在最佳温比,使得最大制冷系数下的制冷率达到极大值.     

一维量子Euler-Poisson方程的解的渐近性

讨论了一类一维量子半导体方程,这类方程具有等熵Euler—Poisson方程的形式,并且动量方程有量子势力项和松弛项．当远场动量不一致和远场电场非零时,证明了一维量子Euler—Poisson方程的初值问题的解的渐近性．通过选择适当的修正函数和能量估计的方法,得到了上述初值问题的解在时间足够大时收敛到相应的稳态解．这个结果改进了前人的关于远场动量一致和零远场电场时解的渐近性的结果．     

量子卡诺制冷循环

本文根据量子力学和热力学理论,提出了一种以大量的处在无限深势阱中的微观粒子为工质的量子卡诺制冷循环模型。推导出它的制冷系数的表达式,结果发现,其制冷系数与经典卡诺制冷循环相类似。这对低温或超低温下制冷机的研究具有理论意义。     

锂原子系统的量子相变与量子纠缠

运用矩阵对角化的方法研究了锂6原子系统中的量子相变和量子纠缠．通过计算该量子系统的冯诺依曼熵发现纠缠度与量子相变存在关联．计算结果表明,量子纠缠只存在于量子相变之前,当磁场超过相变临界点,纠缠现象随即消失．     

利用动力学去耦合脉冲增大和调节量子相干性和三体纠缠

本文研究了动力学去耦合脉冲对腔量子电动力学系统中量子相干性, 量子失谐和量子纠缠的影响, 发现动力学去耦合脉冲不仅能够增大系统中两原子之间的量子相干性, 同时也能增大它们之间非经典关联（量子失谐和量子纠缠）. 同时, 凭借迹距离的方法, 探讨了动力学去耦合脉冲增大两原子之间量子相干性的原因, 通过探究可以看出动力学去耦合脉冲能够控制和加速量子信息从其他子系统回流到两个原子中去, 并减少两原子子系统和其他子系统之间的量子信息流动, 从而增加两原子间的量子相干性和非经典关联. 最后, 利用保真度的方法研究了系统中三体纠缠出现的情况, 结果显示在不同的时间, 系统中会出现三体纠缠, 特别值得指出的是, 可以通过动力学去耦合脉冲来调节和增加系统中三体纠缠出现的时间.