现代物质观--量子理论的斑斓结晶

量子理论是与相对论齐名的现代物理理论.随着量子理论百余年的创造性拓展,并偕同相对论的百年辉煌,铸成了内涵丰裕的现代物质观;它与相对论时空观相与并立,同样称得上是现代文明的奇丽瑰宝. 现代物质观乃现代的科学自然观之核心,就其主要理论基础而言,可谓是量子理论的斑斓结晶.量子理论与经典物理理论有本质区别,作为其灵魂的量子概念是现代物理学中最具创新意义的革命性概念,由此而导致人们对于物质及其运动方式的认识发生本质上的极大转变.凭藉量子力学的"哥本哈根诠释",还形成了一个崭新的科学哲学观念;那就是说,包容了互补性思想的现代物质观具有深厚的哲学含义和文化底蕴.并且,出于对量子概念的深入探讨,给予"物理实在"以新的定义,这是量子理论促使"人类思想的基本概念结构"之改变的一项奇特表现(虽然对此尚有异议).无疑,伴随于时空观变革的物质观变革,确是现代文明进步的又一重大标志.     

量子力学的光辉八十年(三)

五、量子理论与相对论的结合、抵牾、互动从量子力学一量子场论一量子统一理论的八十年光辉历程,相对论始终是其渐次拓展的原动力之一;虽然它是经典物理理沦,与量子理论在思想观念和概念基础上相抵牾。况且,尽管种种量子理论都不是时空模型理论,但描绘原子和亚原子现象、描绘一切     

量子计算与人工智能

文章探讨了量子计算在人工智能中的一些潜在应用，并回顾量子理论与人工智能之间的相互作用。通过介绍一些著名而简单的量子算法，让读者了解量子计算的能力。此外，文章对量子计算做了一个简单的概述，使读者对量子计算有一个全貌的认识。对于AI研究人员来说，此文将会是一座更加深入地探索AI与量子计算以及量子理论之间联系的桥梁。     

量子概念 新物理学之灵魂

续上期松排山面千重翠　月点波心一颗珠 在量子理论诞生日，普朗克对于作用量子ｈ，就已指明：正是由于它的引入，“突破了经典物理的连续性”；可观测物理量连续地变化、抑或取分立的数值，乃经典物理与量子物理的主要区别。物理量连续地变化，其变化规律遵循严格因果性原理；物理量量子化，则便取消了严格因果性原理在物理理论中的主导地位。于是，量子理论就不像经典理论那样是纯粹决定论性的，而成为非决定论性的统计理论；波尔的互补原理占据其主导地位。 把能量子、光量子概念推广，涉及各种可观测物理量的量子化、各种物质场的量子化…     

量子百年话创新

从理子概念的诞生，发展到为舶螳来来革命性巨变的量子信纸的建立的整个过程，是科学家们在物理世界前所未有的一片宽广的前沿芒然探索、寻求知识的过程，也是物理学理论不断创新的过程，这一发生在100年前的量子革命发人深省。     

量子计算、量子优势与有噪中程量子时代

文章用通俗而准确的语言，简要介绍了有关量子计算的相关概念，包括量子比特、量子态、基矢态或基本量子态、量子测量、概率幅、幺正变换、量子态不可复制、量子计算、量子门、量子算法、退相干或量子噪声、量子纠错、有噪中程量子技术、量子优势等，并对有噪中程量子时代和量子优势研究的前景进行了展望。     

真空不空解不开理还乱

真空，谁都知道并非真的空无一物，它是衬托。影响世界万物运动变化的物质背景。对于真空的复杂性，恐怕还鲜为人知、或知之不详；专业人员大多觉得这是一个解不开的难题。真空，早就被认作物理学的基本概念之一；随着物理学的发展，此概念自然在不断地演变。在量子场理论中，它已成为十分重要的角色；特别是对于场理论的统一性探讨，因其围绕对称性以及对称性破缺而展开，就更离不开这个概念了。￥ZZ经。隆真空服8鼻子。撤g壑。本文讨论的真空，实为物理真空的简称。这真空概念有经典和量子之分，暂且名其日‘’经典真空”和“量子真空”…     

电磁场的量子化及有关科学问题

本文主旨仍是讨论经典电磁理论的局限和量子理论的发展所造成的影响.文章首先指出,经典力学中的La-grange-Hamilton数学方法和运动理论已被近代电磁理论和量子理论继承下来并加以应用.随后,细致地论述了量子电动力学(QED)的历史和发展.讨论了场的量子化、场的非线性化、量子场等科学问题.     

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     

量子信息技术纵览

量子信息技术经过近三十年突飞猛进的发展,在理论和技术方面已经获得了举世瞩目的成就.本文主要对量子信息技术各个热点研究分支的发展进行了概括性的介绍,涉及到量子密码、量子通信、量子计算、量子模拟、量子度量学、量子信息物理基础等各个领域.此外,也讨论了原子、分子和光物理、固体物理的各个分支(超导约瑟夫森结系统、半导体量子点自旋系统、金刚石氮-空穴色心系统)、离子阱、核磁共振系统等各种物理体系在量子信息技术中的应用和发展.通过对量子信息技术的研究和积累,人们调控微观世界的能力获得了显著的提高.量子密码技术已经接近实用化,长程量子通信的原理性验证也不存在原则上的障碍.量子模拟技术快速发展,已经接近经典计算机可以模拟的极限.同时,量子度量学也获得了快速的发展.本综述不仅反映了国际量子信息技术发展的状况,而且也提炼了近年来中国量子信息科学技术在国际上取得的成就.这些成就表明,中国已经成为量子信息世界版图中一股不可或缺的力量.     

量子纠缠之路：从爱因斯坦到2022年诺贝尔物理学奖

文章解读2022年诺贝尔物理学奖的获奖成就以及来龙去脉，详尽梳理贝尔不等式、量子纠缠及其相关研究的主要概念和里程碑，并深入浅出地讲解关键物理思想。     

《辐射和光场的量子统计理论》

本书内容大致分为两部分：一是有关光场和电子场（相对论性）的量子化，光子的基本性质（如自旋、宇称、动量和角动量、能量等），狄拉克方程的物理内涵和正反电子对的概念，量子电动力学的基本方程组，洛伦兹条件问题，散射算符和费曼图，原子对光子的吸收，电多极辐射和磁多极辐射，原子在强光下的拉比振荡，共振荧光等；二是光场的相干态和挤压相干态，光场的量子统计描述，光学测量与光场的相关函数，原子和光场与库的作用，耗散与涨落的量子统计理论（主方程和量子朗之万方程），激光的量子理论等．     

微激光的量子模式理论

在激光发展中开腔模式理论起了很重要的作用。激光开腔模式理论是一种半经典理论,激活介质中的原子用量子力学描述,而辐射场则服从经典的Maxwell方程,场的量子化已被忽略了。故开腔模式理论也未能给出激光模式中光子的统计分布。只是后来的全量子激光理论才证明了,由于原子的自发辐射,腔的损耗,以及作为光泵的激活原子的无规注入,在阈值上的单模激光光子服从Poisson分布,其量子噪音满足     

量子位芯片

若干年来，物理学家们一直在兴致勃勃地研究量子计算机技术(量子计算机是一类可望借助现实世界的量子本性而超越常规计算机理论能力的装置)，某些实验室甚至利用被捕获在特殊空腔中的离子或利用核磁共振技术建造出了作为量子计算机基本元件的量子位的实用模型遗憾的是．大多数这类台式量子位系统相当庞大，连ENIAC时代的笨重的真空管与之相比都显得十分苗条了，更不用说后者还有坚固耐用和易于布线等优点。     

量子计算：幻想还是黄梁一梦？

最近的实验加深了我们对反直觉的量子理论的理解：它们确实是量子计算的前兆吗？我们对此表示怀疑。     

分子振转动量子计算及分子振转动纠缠

随着对于量子计算(机)的深入研究, 人们相继提出了不同量子计算的模型. 近年来, 基于分子振-转激发态的量子计算模型受到了研究者的广泛关注. 研究发现, 基于分子振动和转动模式的量子计算模型可以很方便地实现多量子比特计算, 并且可以获得足够长的退相干时间. 同时, 分子振转动量子计算的数值模拟也发现各种形式的量子逻辑门均可以获得很高的计算保真度. 分子振转动模式之间的纠缠是分子振转动量子计算的一个重要资源, 因此, 分子振转动纠缠动力学的研究也引起了人们的兴趣. 对于分子振转动量子纠缠动力学的研究能够为分子振转动量子计算的进一步研究和应用提供参考. 本文对分子振转动量子计算和分子振动纠缠的研究进展做了简要综述.     

借用“平行宇宙”的算力——量子计算现状与展望#br#

量子力学自建立以来，被期待为未来技术进步的基石。目前，量子计算、量子信息处理、量子通信和量子测量等基于量子力学发展起来的技术备受关注。人们力图将理论的成果转化为应用，从而实现“第二次量子革命”。其中，量子计算机因其并行计算能力被证明一旦达到一定规模，其计算能力将远超传统计算机，甚至对目前广泛使用的传统加密算法产生威胁，也必将对社会各个领域产生深远的影响。文章从科普的角度介绍了量子计算的背景及原理，并基于发展现状对未来作了展望，最后探讨了量子计算与人工智能领域结合的可能性。     

Shor整数分解量子算法的加速实现

基于半经典量子Fourier变换的实现方法,提出了整数k的3元二进制表示生成向量和生成函数概念,构造了生成函数的真值表,证明了由其逐比特生成的整数k的3元二进制表示向量是整数k的一种NAF表示,且表示中非0元个数的最大值为[(「logk■+1)2],并基于此重新设计了Shor算法的量子实现线路.与Parker的Shor算法量子实现线路相比,计算资源大体相同(所需的基本量子门数量均为O(「logN■3),所需的量子比特数量前者较后者多2量子比特),但实现速度提高了2倍.     

D-维时空中的三次量子化

自Hartle和Hawking.Vilenkin在量子引力的框架中探讨宇宙的量子创生以来,量宇宙学已经历了3个发展阶段:(1)单个宇宙的量子理论,(2)Wormholes的机制及空间的拓变化,(3)多宇宙体系的量子理论,3次量子化-即宇宙量子场论.显然,研究这个时(≈10~(-43)S)宇宙的性质对我们完整地认识宇宙是十分重要的.     

Shor整数分解量子算法的加速实现

基于半经典量子Fourier变换的实现方法, 提出了整数k的3元二进制表示生成向量和生成函数概念, 构造了生成函数的真值表, 证明了由其逐比特生成的整数k的3元二进制表示向量是整数k的一种NAF表示, 且表示中非0元个数的最大值为[([logk]+1)/2], 并基于此重新设计了Shor算法的量子实现线路. 与Parker的Shor算法量子实现线路相比, 计算资源大体相同(所需的基本量子门数量均为O([logN]³), 所需的量子比特数量前者较后者多2量子比特), 但实现速度提高了2倍.