量子关联及其应用

量子关联是量子系统具有的一种重要的非经典性质,被普遍研究的量子纠缠就是量子信息处理中重要的量子关联.随着研究的深入,最近发现了很多不需要纠缠的非经典现象在量子信息中扮演了关键角色.文章介绍了基于量子失协及其相关的非经典量子关联,讨论了各种量子关联在量子信息模型中各种物理解释与应用.     

精密测量中的量子极限

给定一个物理装置,对于一个物理可观察量能够得到的测量精度是什么?为了回答这一问题,本文以最近量子精密测量的发展为主线,量子参数估值方法为核心,介绍单粒子(线性耦合)体系和多粒子(非线性耦合)体系物理量测量精度的量子限制.作为例子,对光学量子精密测量中如何突破标准量子极限,甚至海森堡极限做了简明阐述.特别总结了非线性精密测量在突破海森堡极限方面的最新进展.最后,探讨了量子精密测量未来发展的可能趋势.     

量子遥感的中远红外实验研究

首先介绍了量子遥感的概念和量子遥感与遥感的区别.然后概要阐述了中远红外在遥感和量子遥感中的应用、量子遥感中远红外实验过程及其结果,并对其进行详细的分析,最后得出三条实验结论.该实验为量子遥感基础研究提供了重要依据.     

量子遥感的光谱结构研究

光谱的精细结构是量子遥感研究的核心.首先概述了国内外光谱遥感现状,然后讨论了在没有外场的情况下,量子光谱的电子自旋对类氢原子的能级和谱线的影响;开展了量子遥感的光谱精细结构研究,给出了量子遥感的光谱精细结构表达式.为深刻研究和认识遥感光谱结构的机理提供理论依据.     

量子遥感的光谱结构研究

光谱的精细结构是量子遥感研究的核心.首先概述了国内外光谱遥感现状,然后讨论了在没有外场的情况下,量子光谱的电子自旋对类氢原子的能级和谱线的影响;开展了量子遥感的光谱精细结构研究,给出了量子遥感的光谱精细结构表达式.为深刻研究和认识遥感光谱结构的机理提供理论依据.     

量子安全线路评估

鉴于经典安全线路评估存在的问题, 提出了一个量子解决方案. 在该方案中, 冗余纠缠态粒子插入法和量子签名协议被用来保证协议的安全性. 理论分析证明, 该协议对于经典攻击和量子攻击均具有很高的安全性.     

量子通信现状与展望

本文综述量子通信基本原理、方法、技术手段与应用.介绍量子保密通信基本协议和诱骗态方法,以及基于纠缠分发的量子通信,含基于纠缠光子对的量子保密通信、量子态隐性传输、纠缠光子对操控等.介绍量子通信的技术与应用现状并对未来发展方向做展望.     

基于经典Goppa码的非对称量子稳定子码构造

自从Calderbank等人建立了从经典纠错码构造量子纠错码的CRSS构造法以来,人们利用经典纠错码构造了大量的性能良好的量子纠错码,称为量子稳定子码．最近的物理实验表明,大多数量子力学系统中发生量子比特翻转错误的概率远小于量子相位翻转错误的概率,针对这一情况所构造的纠错码称为非对称量子纠错码．本文分别基于嵌套包含Goppa码与对偶包含Goppa码构造了一系列新的非对称量子稳定子码．在基于嵌套包含Goppa码构造非对称量子码时,首先对Goppa码的选取做一定的限制．以便解析构造量子码．对于一般情况下的构造,则是借助于数学软件Matlab计算Goppa码对偶码的最小距离进行的．在基于对偶包含Goppa码的构造中,所构造量子码的纠错能力主要体现在纠正Z类型错误上．     

基于室温单自旋磁共振技术的量子精密测量

实现深及单个量子系统的测量技术,能够揭示出在传统宏观测量中被系综统计所平均掉的独特的个体信息.金刚石中的氮–空位色心(NV色心)在室温下具有超长的相干时间,并可以通过光探测磁共振的方式进行单量子体系的操控和读出,已经成为实现量子精密测量和量子信息处理的重要平台.尤其在测磁学方面,朝向单分子成像的研究正在全力进行.本文回顾了基于NV色心的量子精密测量研究,介绍了其在测量磁场、电场、力学系统、温度等方面的相关进展,讨论了本领域今后可能的发展方向.     

全球量子传感发展态势分析

以量子信息科学的重要分支——量子传感为研究对象,结合文献计量和典型调查法,探究量子传感领域的战略布局及研究方向.研究表明,量子传感近十年发展迅速,发文数量、研究人员数量均快速增加,研究热度持续攀升.宏观层面:美国、德国、中国、日本、英国等国家竞争激烈,美德英日等相继推出国家战略规划引导量子传感研发.中观层面:乌尔姆大学...     

Engineering Entanglement,Conceptualizing Quantum Information

Proposed by Einstein, Podolsky, and Rosen (EPR) in 1935, the entangled state has played a central part in exploring the foundation of quantum mechanics. At the end of the twentieth century, however, some physicists and mathematicians set aside the epistemological debates associated with EPR and turned it from a philosophical puzzle into practical resources for information processing. This paper examines the origin of what is known as quantum information. Scientists had considered making quantum computers and employing entanglement in communications for a long time. But the real breakthrough only occurred in the 1980s when they shifted focus from general-purpose systems such as Turing machines to algorithms and protocols that solved particular problems, including quantum factorization, quantum search, superdense code, and teleportation. Key to their development was two groups of mathematical manipulations and deformations of entanglement—quantum parallelism and ‘feedback EPR’—that served as conceptual templates. The early success of quantum parallelism and feedback EPR was owed to the idealized formalism of entanglement researchers had prepared for philosophical discussions. Yet, such idealization is difficult to hold when the physical implementation of quantum information processors is at stake. A major challenge for today's quantum information scientists and engineers is thus to move from Einstein et al.'s well-defined scenarios into realistic models.     

基于半导体量子点的单光子源:原理、实现和前景

确定性和高度不可分辨的单光子源是实现线性光学量子计算和固态量子网络的重要前提条件.半导体自组装量子点,具有良好的稳定性,易于集成于高品质因子的纳米微腔中,可获得超高亮度的单光子源.同时量子点可以作为光子—自旋比特的接口,可扩展的量子网络的结点.近年来共振激发技术的发展以及微腔加工技术的进步大大地提高了半导体量子点单光子源的品质,而成熟的半导体技术为这种单光子源的实用化奠定了基础.本文首先介绍单光子源的产生原理、性质以及在量子信息量子计算等领域的应用,然后介绍基于半导体量子点单光子源的技术发展和微腔量子点的进展.最后,讨论量子点单光子源未来的发展趋势.     

The twin origins of renormalization group concepts

This paper traces the origin of renormalization group concepts back to two strands of 1950s high energy physics: the causal perturbation theory programme, which gave rise to the Stueckelberg-Petermann renormalization group, and the debate about the consistency of quantum electrodynamics, which gave rise to the Gell-Mann-Low renormalization group. Recognising the different motivations that shaped these early approaches sheds light on the formal and interpretive diversity we find in contemporary renormalization group methods.     

The best of many worlds,or, is quantum decoherence the manifestation of a disposition?

In this paper I investigate whether the phenomenon of quantum decoherence, the vanishing of interference and detectable entanglement on quantum systems in virtue of interactions with the environment, can be understood as the manifestation of a disposition. I will highlight the advantages of this approach as a realist interpretation of the quantum formalism, and demonstrate how such an approach can benefit from advances in the metaphysics of dispositions. I will also confront some commonalities with and differences to the many worlds interpretation, and address the difficulties induced by quantum non-locality. I conclude that there are ways to deal with these issues and that the proposal hence is an avenue worth pursuing.     

实用化光纤量子加密电话网络和高速数据传输系统——现场应用与安全管理

本文以如何应用量子通信技术满足现场应用和安全管理需求为出发点,以国内最近完成的一个在现场光纤网络上搭建的多节点量子加密电话网络和高速数据传输系统为实例,具体分析了为满足现场应用和安全管理的需求,实用化光纤量子通信系统所采用设计方案,并简单介绍了该系统实施和长期运行情况.该系统满足了重要事务对于不同应用形式及高安全等级通信的需求,并验证了实际应用环境下的可靠性和易用性,具有很好的代表性.本文也对量子通信系统应用于公共管理提出了建议.     

量子密钥分发中波长相关攻击安全性研究

本文主要解决在现实条件下,量子密钥分发系统中光纤分束器的波长相关特性引起的测量基矢选择不随机的安全性问题,通过分析分束器波长相关性引起的误码粒子分布偏差的大小,理论推算实际系统中可提炼的最终安全码的下限,从而较好地解决了存在被动基矢选择的波长相关性漏洞的安全性问题,给出了类似安全性攻击方案的一个解决方法.