量子通信实用化现状分析与探讨

量子密钥分发和量子隐形传态不断取得的新突破,使量子通信实用化问题日益成为关注的焦点。本文简析了量子通信研究的发展历程,并对量子通信的实用化现状进行了概括：实用化量子密钥分发技术已近在眼前,但量子隐形传态的实用化仍尚需时日。针对认识和理解量子通信时的典型误区,本文做了简要澄清。根据量子通信实用化发展态势,为我国量子通信的发展提出了4点对策和建议     

格罗夫算法、量子控制及其对量子测量的意义

波函数具有可控性。量子算法是幺正算法,能够对一个量子系统进行变换(量子控制),且变换前后的经典物理意义并不发生变化。格罗夫算法具有放大波函数的系数的能力。量子算法对被测量子系统的控制,在一定程度上体现为对量子测量进行控制,于是,测量后显现的经典实在并不是量子实在的任意所为。量子控制是面对实事本身,是一种现象学式的处理方式,它不去追究量子系统有什么样的结构。     

量子理论中的悖论

正物理学家花费了1个世纪的时间努力思考量子理论中的悖论,而今一些人还正在尝试对它进行改造。可说实话,几乎没有一位物理学家真正对量子理论完全满意,尽管在经过1个多世纪的时间,物理学家们已经可以高效地利用该理论进行科学研究。物理学家现在例行公事地使用数学方法研究量子行为并给出准确度惊人的推算,包括分子结构、高能粒子碰撞、半导体行为、发射光谱分析等。但是,这     

砷化镓基量子级联激光器研究取得重要进展

量子级联激光器(QCL)是一种基于子带间电子跃迁的中红外波段单极激光光源,其工作原理与通常的半导体激光器截然不同,它利用垂直于纳米级厚度的半导体异质结薄层内由量子限制效应引起的分离电子态,在这些激发态之间产生粒子数反转。该激光器有源区是由耦合量子阱多级串接组成(通     

量子纠缠及其哲学意义

20世纪90年代以来,兴起了量子信息论,量子纠缠从理论走向实践.量子纠缠是量子信息与量子隐形传态的关键.量子纠缠是一个特殊的超空间、非定域的量子关联.它涉及非定域性、内部时空、个体性、纠缠资源、相互作用、对称性、同一性等一系列重大的哲学问题,拓展出新的哲学意义.     

量子实在:从量子力学到量子通讯

1935年为论证量子力学的完备性提出的EPR悖论开启了量子信息思想火花。20世纪80年代,由本奈特和多依奇等人研究、倡导和推进引发了量子信息研究的爆发。作为用量子力学机制处理信息问题的一种技术手段,量子信息技术同时也是对量子力学所描述的量子实在的技术性证明。信息技术的广泛使用不仅改变了普通人的生活,同时也对学者们理解我们存在的世界提供了技术方法和深刻的思想思路。从历史上考察这一技术的发展过程,有利于我们对这一新生技术的理解。     

二维新型量子体系的设计、物性探测及调控研究进展

作为一种典型的受限小量子体系,二维量子体系具有丰富的物理规律和新奇的物理效应,是探索低维物理和开展量子调控的理想材料体系。本文重点介绍新型小量子体系的理论研究和计算模拟,二维新型材料体系的构筑、物性探测与调控,新型理论计算方法和前沿实验技术的开发等方面的研究进展。在理论方面,发现二维材料激发态的普适性规律,揭示拓扑/超导体系中的演生超对称,发展第一性原理非线性光学计算方法;在实验方面,在铁基超导薄膜的制备和量子序的研究、准晶石墨烯的电子结构和石墨烯的手征对称性破缺的实现、氧化物薄膜及二维材料的离子调控等方面取得重要进展,并发展高分辨扫描超导量子干涉器等。这些原创性科学研究加深了人们对复合二维量子体系丰富量子态和新奇物理现象的理解,增强了我国在小量子体系制备、物性探测与调控方面的国际影响力。     

量子通信是什么?

"绝对安全"的通信是千百年来人类的梦想之一,量子通信系统的问世,重新点燃了建造"绝对安全"通信系统的希望。那么,究竟什么是量子通信呢?目前,量子通信尚无严格的定义。物理上,量子通信可以被理解为在物理极限下,利用量子效应实现的高性能通信。信息学上,则认为量子通信是利用量子力学的基本原理(如量子态不可克隆原理和量子态的测量塌缩性质等)或者利用量子态隐形传输等量子系统特有属性,以及量子测量的方法来完成两地之间的信息传递。     

量子测量的玻姆解释语境

本文立足于玻姆对量子测量过程的本体论阐述与量子势和主动信息概念,分析了玻姆理解量子客体的本体论语境和量子测量过程的整体性语境,揭示了玻姆的整体性概念与玻尔的整体性概念之间的区别与联系,剖析了在量子测量的玻姆解释语境中,微观粒子与经典粒子之间存在的异同关系。     

量子认知的研究回溯、核心应用领域与未来展望

量子认知是当代认知科学哲学体系中的一个新型的边缘分支学科,借助量子力学理论的数学方法对认知科学哲学领域中的现象构建模型,从而研究与描述人类认知,最为核心的应用领域是决策行为。近年来,一种基于量子理论的量子决策模型为解决传统决策模型难以解决的问题提供了新的思路。该模型打破了传统决策模型中经典概率理论的禁锢,为决策理论的发展指明了新的方向。然而,相较于其他较为成熟的认知科学哲学分支,量子认知的研究仍处于起步和发展阶段,还需要深入开展量子认知的基础理论研究、积极探索量子认知的神经生理基础、构建类量子贝叶斯网络以优化决策、发展量子博弈以拓宽量子认知疆域等。     

量子时空与量子引力的研究

简要介绍了量子时空、圈量子引力,及它们与超弦中M-理论的接触、汇合上的国内外最新研究成果与动向.特别是公布了圈量子引力的时空量子化研究上,在空间体积与曲面面积的离散本征值谱,以及黑洞的熵的计算上取得的突破性创新成果.同时,对量子信息中的信息最小量子单位qubit的来源以及纠缠态的非定域性,用量子时空中激发出的曲面面积量子"1/2"给出的空间叠加态的自旋(零时)关联做出了新解释.     

计算复杂性、量子计算及其哲学意义

量子计算机具有超越经典计算机的能力。量子计算具有并行性和整体性,某些量子算法具有加速性。量子计算揭示了:数学与物理学之间的紧密关系,量子力学的波函数具有实在性。量子计算具有克服计算复杂性的能力。     

高效按需可控量子光源的研究进展

量子光源是微纳光电子集成芯片和量子信息技术不可或缺的关键光子器件,其低效率和量子态（如自旋态和角动量态）难以按需调控而极大地制约了量子光源的实际应用,实现高效按需可控量子光源一直是该领域需要应对的重大挑战。目前,基于量子点的确定性量子光源为解决以上挑战提供了有效的解决途径。本文对提高量子点量子光源效率,调控其轨道角动量量子态、自旋量子态等维度的研究进行总结,为加速我国量子光源在量子信息处理中的研究及实用化进程提供参考。     

“量子隐形传态”的概念及技术发展

量子隐形传态是学术界关注的新焦点。随着量子隐形传态技术不断取得突破,量子通信过程中的信息传输能力和可靠性有望获得极大提升。文章详细阐述了量子隐形传态的实现过程,介绍了量子隐形传态的最新研发成果、专利申请以及应用方向。     

从信息传输看量子测量过程

量子测量难题的解决中对于量子测量过程的分析是必不可少的.本文从量子测量过程中的信息传输入手,在区分实在信息与意识信息的基础之上分别分析了测量的实在过程和测量的表征过程,进而认为量子测量是实在信息的转化和传递过程,也是意识信息的转化过程,并从破坏性与非破坏性的统一引出一种客观的信息保持性测量--量子非破坏测量.     

量子电脑

专家预计,大约在2030年,个人桌上电脑的主机将不会再使用芯片与半导体,而是充满液体.这是新一代的量子电脑,它应用的不再是现实世界的物理定律,而是玄妙的量子原理.     

高温超导量子干涉器

20世纪70年代初期,利用超导体的体宏观量子效应研制出一种灵敏度非常高的电子学元件——SQUID（超导量子干涉器）。90年代后,用高温超导材料和自有技术制成的HTc SQUID传感器的磁场检测灵敏也能达到5×10^-14T／Hz^1/2。目前,许多试验都已证实,HTc SQUID传感器不但能大幅度提高传统电子学仪器、装备和系统的性能和技术指标,还可能形成许多全新的应用。本文简单介绍了超导量子干涉器以及它在我国心磁图仪研制、大地电磁测量中的应用研究现状。     

结构实在论的研究新进展——从信息结构实在论到量子信息结构实在论

随着信息革命时代的到来,信息理论的发展为结构实在论的解读提供了新视角.惠勒提出"一切物理存在都源于比特"的信息本体观.之后,弗洛里迪提出信息结构实在论,预设了一个原初"结构对象"的存在,它是所有可能世界中所有结构的基础.基于弗洛里迪和惠勒的理论,以及当代量子理论的发展,拜纳姆又探讨了量子信息结构实在论的可能性.从信息结...     

当代量子引力及其哲学反思

本文从量子引力概念的分析入手，介绍了当代量子引力研究的进展，评析了其取得的主要成就，并对之作了简略的哲学反思。     

拓扑量子材料、物性与器件研究

形形色色的拓扑量子新材料和新物态丰富了人们对物质世界的认识,也为量子调控提供了广阔的天地。来自于中国科学院物理研究所、北京大学、北京理工大学和北京计算科学研究中心的研究团队期望通过五年的努力,设计、合成出新颖的性能优越的拓扑量子材料,发现一些重要的拓扑量子新现象,制备出具有潜在应用价值的新型拓扑电子学原型器件。项目执行两年多来,研究人员们设计并合成了三重简并点半金属等新型量子材料,在拓扑量子材料中发现了一些新奇的电子输运、磁电和热电性质,制备并初步研究了Fu-Kane理论所建议的、用于寻找马约拉纳零能模的拓扑超导量子器件。