德布罗意亲王

这些量子力学论文的作者们不承认指导波动力学创始人的物理直觉,这多少有点像不愿承认自己父母的孩子一样。     

波动力学的兴起——纪念波动力学创立者L.德布罗意和E.薛定谔

波动力学这个术语,现已很少出现于通行的量子物理学教科书当中了,我们这个时代的人都不过将它看成是量子力学理论框架中一种描述的表象而已。但翻一翻历史,就可知道波动力学在量子理论的发展史上,实在是扮演了一个非同寻常的角色。二十年代中期,正当旧量子论“山穷水复疑无路”之时,是它首先异军突起,然后又与矩阵力学汇合一处,使量子论的发展进     

德布罗意的非线性波动力学

除了爱因斯坦被人誉为“哲学家和科学家”外,还有两位诺贝尔奖得主被人誉为“思想家和物理学家”,其中一位是尼耳斯·玻尔,另一位就是路易·德布罗意(Louis de Broglie)亲王。玻尔是“正统”量子力学纯几率诠释哥本哈根学派的领袖,德布罗意则是“非正统”波动力学因果诠释“法兰西学派”的创始人。德布罗意性格内向儒雅,很少走出国门。他作为思想家到底在思考些什么呢?他在追求一个什么样的目标呢?他与玻尔的分歧到底在哪里呢?     

L.德布罗意和D.玻姆

Ｌ．德布罗意（１８９２—１９８７）在１９２７年提出了局域性的“双重解理论”和非局域性的“波导理论”．１９２７年１０月的索尔维物理学会议后,德布罗意放弃了后一理论,Ｌ．德布罗意与Ｄ．玻姆（１９１７—１９９２）的共同立场简言之就是：“波导理论”,他们之间的分歧简言之就是“双重解理论”同“波导理论”之间的分歧．     

哈密顿原理——科学美学的瑰旨琦意

物理学中最基本的原理是什么?哈密顿原理。名量子物理学家狄拉克曾十分推重这条原理。因为它具有普适性，也就是说，它反映了物理学各不同理论的同一性。不论是牛顿力学、麦克斯韦电动力学、玻尔兹曼统计力学，还是狭义相对论、广义相对论，抑或量子力学以及一些量子场论，它们的核心方程，     

“量子卫星项目是我实现抱负的舞台”——访中科院上海技术物理研究所张亮副研究员

<正>2016年8月16日,我国量子科学实验卫星"墨子号"发射升空,引起世界范围内的关注,因为这是全球首颗成功发射的量子卫星,这一科技突破使得我国在量子通信激烈的国际竞争中抢占了主动权。要实现量子通信的功能,离不开卫星的有效载荷,中科院上海技术物理研究所承担了量子卫星载荷总体单位的重任。这其中,张亮和他的同事们研制了量子密钥通信机和量子纠缠发射机两项有效载荷,攻克了     

美哉物理(九)哈密顿原理--科学美学的瑰旨琦意

物理学中最基本的原理是什么?哈密顿原理。著名量子物理学家狄拉克曾十分推重这条原理。因为它具有普适性,也就是说,它反映了物理学各不同理论的同一性。不论是牛顿力学、麦克斯韦电动力学、玻尔兹曼统计力学,还是狭义相对论、广义相对论,抑或量子力学以及一些量子场论,它们的核心方程,都能从哈密顿原理出发、凭借拉格朗日分析力学的方法导出;     

量子点的介电常数

基于量子点中的电子和空穴被限制在一定的空间尺度范围内做准周期的运动,提出量子点的介电常数与量子点的尺度相关,由此同出发,由可能在室温观察到弱缚类量子点的激子峰。通过对在室温测得的ＣｄＳｅ量子点的光荧发光谱的计算分析,证实了上述的观点。     

水的核量子效应研究进展

"水的结构是什么"这是Science杂志在创刊125周年的特刊中提出的21世纪125个亟待解决的科学前沿问题之一.水的结构之所以如此复杂,其中一个很重要的原因就是源于水分子之间的氢键相互作用.人们通常认为氢键的本质为经典的静电相互作用,然而由于氢原子核质量很小,其量子效应在室温下都会非常明显,氢核的量子隧穿和量子涨落将减弱经典势垒对氢原子的限制,从而增强或减弱氢键相互作用强度,改变氢键网络构型,甚至影响氢键体系的宏观物性.该综述首先概述了核量子效应的起因和表现,然后介绍核量子效应研究的传统实验手段,以及新兴的基于扫描隧道显微镜和非接触式原子力显微镜的高分辨成像和谱学技术.然后,本文总结了水中氢核量子隧穿和量子涨落的最新研究进展,尤其是深入到原子尺度的核量子效应研究,最后对核量子效应研究所面临的问题和挑战以及未来发展方向进行评述.     

更加安全的量子密码技术

在IBM的华生实验室里,量子计算领域的创始者之一班奈特根据量子力学的原理,正在发明一种新的加密技术———量子密码技术,这一技术将使未来的密码使用更安全。在这个实验里,他们让光子在一个昵称为“马莎阿姨的棺材”的光密盒里走了30厘米。光子振荡(偏振化)的方向,代表一连串量子位里的0与1。量子位是构成密码的“钥匙”,可以对信息加密或解密。窃听者之所以刺探不到“钥匙”,是由于海森堡的测不准原理——这是量子物理的基础之一。当我们在测量量子态的某个性质时,会使另一个性质受到扰动。在量子密码系统里,任何窃取者在偷看光子束时都…     

量子密钥传输系统的主动相位补偿

量子密钥分配系统的稳定性是影响其实用性能的重要因素之一. 除光纤自身固有的双折射效应外, 环境造成的相位漂移也会严重影响密钥传输系统的性能. Faraday-Michelson (F-M)量子密钥分配系统可以自适应地补偿光纤双折射造成的影响, 但是在实际应用中, 相位漂移仍然会对系统性能产生较大影响. 本文详细分析了在实际中造成F-M系统相位漂移的主要原因, 并提出了一种高效的主动相位搜索和补偿方案. 应用这一方案, Faraday-Michelson系统在脱离光学平台的实际条件下进行了长时间稳定的量子密钥分配. 实验的传输距离大于37 km, 系统平均误码率1.59%, 误码波动标准差0.46%. 结果表明这一主动相位补偿技术在不增加额外器件的条件下, 可用于以双不等臂Mach-Zehnder(AMZ)干涉仪为基础的实际量子密钥分配系统.     

中国量子通信登上世界之巅

<正>从100千米、404千米、1200千米到7600千米洲际距离,短短十余年间,潘建伟团队不断取得量子通信在距离和维度上的新突破,一路保持世界领先,赢得了巨大的国际声誉。这一次,中国科学家站在了最前沿。备受关注的量子通信2018年,有着诺贝尔物理学奖风向标之称的沃尔夫物理学奖颁给了在量子通信领域作出开创性理论贡献的两位科学家本内特和布拉萨德,这代表了国际上对量子通信重要意义的肯定。在介绍沃尔夫物理学奖获得者的网页上,专门提到了量子密钥     

触及诺贝尔奖

<正>在令人着迷且肉眼看不到的量子世界,粒子有自己独特的一套"生活方式",它们的行为难以用经典力学去解释,量子力学应运而生。从20世纪80年代开始,有关量子霍尔效应的研究已先后两次斩获诺贝尔奖,可这一家族中的"量子反常霍尔效应"却一直与全世界物理学家捉着迷藏,不肯露出庐山真面目。今年3月,这一世界性的难题终于在我国科学家的手中攻克,证实了人们期待已久的"量子反常霍尔效应"的存在。这是量子霍尔家族的最后一位成员,它和此前发现的量子霍尔效应、量子自旋霍尔效应组成了量子霍     

大数据与量子计算

大数据技术的迅猛发展对计算效率提出了更高的要求.由于量子系统的独特性质,量子计算具有经典计算不具有的量子超并行计算能力,能够对某些重要的经典算法进行加速.人们发现,除了大数分解算法,量子计算的更多用途是对量子体系的仿真计算和在数据分析领域的应用.近年来,大数据和量子计算开始融合.虽然实际使用的量子计算机尚未建成,量子计算在大数据的应用在理论上已经取得了一些重要的进展.实验上也有了一些发展.本文首先介绍量子计算的基本原理和Grover量子算法.随后以量子机器学习作为切入点,介绍了量子计算在数据挖掘领域的应用.     

量子逻辑网络下的完全多回路量子密集编码

提出了一种完全的多回路的量子密集编码方案. 它可以提高张竞夫等人最近提出的核磁共振实现多回合量子稠密编码方案的信源容量. 信息接收方在每次循环中用两个量子比特来记录四个局域幺正操作.     

基于有限测量信息估算未知量子态的相干度

正量子相干即量子叠加性是量子力学最本质的特征,也是进行量子计算、量子密钥分发、量子精密测量等量子信息过程的重要资源~([1]).多粒子体系中的量子纠缠被认为是一种特殊形式的量子相干~([2]).在量子信息与热力学~([3])、量子信息与生物学~([4])等的交叉研究领域中,量子相干也与多种微观机制存在紧密联系,因此量子相干在理论和实际应用中都具有重要的研究价值.量子相干的起源可追溯至200多年前的光学干涉及衍射实验,量子相干概念的正式提出至今也已有100多年的     

一位伟大的丹麦人

尼尔斯·玻尔(Niels.Bhr),本世纪最伟大的物理学家。他在气谱理论中,提出了静态和量子跳跃式变化的存在,从而宣告了线性光谱的量子理论时代的开始。他的这一理论,使人们对元素周期系统(玻尔的另一重大成就)易于理解,直至最后完成量子力学学说的系统阐述.玻尔在新力学的数学形式方面没有什么贡献,但他的“互补性”学说在阐明他的解释中起了关键的作用。接着他把研究氢原子量转到原子核物理     

中国科学技术大学实现麦克斯韦妖式量子算法冷却

正【本刊讯】近期,中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室李传锋研究组在量子冷却的研究中取得重要进展。研究组与哈佛大学和清华大学的理论组合作提出了一种新型的麦克斯韦妖式的量子算法冷却。并在光学系统中利用量子模拟技术实验演示了这种量子冷却方法的工作原理。这项研究成果发表在Nature Photonics,2014.8:113-118。现代低温物理学的发展主要得     

高维度量子隐形传态首次实现

<正>日前,我国科学家在国际上首次成功实现高维度量子体系的隐形传态,为发展高效量子网络奠定了坚实的科学基础,被称为"量子通信领域的一个里程碑"。量子隐形传态,是一种全新的通信方式。它能借助量子纠缠这一特性,将未知的量子态传输到遥远的地点,而不用传送物质本身,是远距离量子通信和分布式     

量子引力和人的思维

由李新洲教授撰写的《量子引力和人的思维》深入浅山,引人入胜,是一篇值得一读的好文章。他本人在量子引力这一领域也有一定的造诣。他把活跃在这一领域中的两位当代著名科学家彭罗斯和霍金的思想作了全面的介绍。人脑虽然极微妙,但它毕竟是自然的一部分,所以,看来人脑还得受自然定律(也许是量子引力的定律)的支配。