《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．     

方程的求解公式

Dirac方程在量子电动力学强场物理的研究中起着重要作用,但是由于难以求得其精确解而给这一理论的研究带来很大困难,Reihardt在文献[1]中通过Kummer方程求得过一种情况的Dirac方程的精确解,但始终未见有从解自伴Schrdinger方程求得精确解者,其原因是自伴Schrdinger方程的有效势极其复杂,在数学求解问题上遇到很大困难。本文借助作者文     

量子力学中阶梯算符存在的条件

量子力学中的阶梯算符首先由Dirac用来解谐振子和角动量问题,但这种方法并不限于量子力学中的本征值问题,也可以推广到一般的本征值问题。阶梯算符存在的条件是其Ha-     

圈量子引力的动力学

作为量子引力论的一种重要的候选理论,圈量子引力已取得了长足的进展.当今圈量子引力研究的一个核心而艰巨的课题是如何建立合理的量子动力学,具体到圈量子引力的正则形式中,动力学问题集中体现为合理构造密顿约束算符以及求解相应的约束方程.本文介绍了圈量子引力的基本思想以及圈量子引力中量子动力学研究的最新进展.新进展侧重于哈密顿约束算符的构造及其所定义的希尔伯特空间.     

关于四阶最小测不准态

场力学量的高阶量子涨落在量子光学中是一个十分重要的物理概念.在普通二阶情况下,真空态和Glauber相干态是场共轭力学量算符X_1＝(a a~ )/2~(1/2),x_2＝(a-a~ )/l(2)~(1/2)的最小测不准态,这是人们熟知的事实,这里a,a~ 为场玻色子湮没和产生算符.但是,它们并非是高阶最小测不准态.在高阶情况下,尽管几个较低阶的最小测不准乘积能够通过数值变分迭代机制求出,但是与之相     

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.     

空实物虚论——试论现代宇宙景图的深层基础

现代科学的宇宙景图是：由基态的量子场构成俗称“真空”的背景空间，量子场的激发态形成各种物质粒子和物体，似乎真正的真空已经为量子场消除了。但是，鉴于量子场具有变化的密度和存在内部相对运动这两点则表明它并非完全充实的介质，而是充满着微小真空空隙的云雾状东西(因为场的密度实际是由单位体积中的场物质量与其中的     

双模光子位相算符和Schwinger角动量表示

在量子光学中,单模光子位相算符按文献[1,2]定义为     

名词解释

规范场基本粒子理论要求描述运动规律的场方程,在场算符经过某一对称变换后,仍保持不变.这些对称变换中有些是反映基本粒子的内部对称性的.如同位旋空间的转动,位相因子变换等.如果这些对称变换又与时空有关,则叫做定域对称变换.一般说,在定域对称变换下,场方程是     

玻恩-英费尔德非线性标量场为物质场的量子宇宙模型

最近,Lemos采用Arnowitt-Deser-Misner的方法讨论带有标量场的平坦的R-W量子宇宙模型,得到一个非奇性的量子宇宙模型.我们采用流行的以Hawking,Vilenkin和Linde为代表人物的量子宇宙学方法,发现对于非线性玻恩·英费尔德标量场的R-W量子宇宙模型,当非线性标量场的参量λ>0时,仍能得到一个非奇性量子宇宙模型解.系统作用量取为:     

量子超代数SPL_q(2,1)的q变形玻色-费米实现

近年来,量子群在可积系统、统计模型和共形场理论等领域中具有十分重要的应用。本文将涉及量子超代数SPL_q(2,1),其目的是运用一对q变形玻色振子算符和一对q变形费     

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。     

超光速微波与波导的量子效应

量子性粒子经隧道穿越位垒(势垒)是奇妙的现象,但已为人们所熟知。1985年,本文作者在《电子科学学刊》(vol．7,no．3)上面发表了题为“波导截止现象的量子类比”的论文,将波导截止现象与量子力学隧道效应作了类比,实际上是提出把截止频域看成一个位垒。1995年,欧洲科学家曾作表演,用音乐调制微波源,使之穿过波导禁区(截止频率以下的频域),并证明信号(音乐)比光速快几倍。因而,量子力学与导波理论的令人兴奋的结合也为相对论研究展开了新天地。     

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     

时空拓扑为R~1T~dS~2的量子虫洞

一般说来,经典虫洞是瞬子,是由咽喉连接的两个大的时空区域的Einstein场方程的欧氏解,而量子虫洞是具有确定边界条件的Wheeler-De Witt方程的解.Hawking指出,这类边界条件是波函数在大的三维空间中指数衰减,并当三维空间趋于零时应以某种适当的方式保持正则.本文在Kaluza-Klein理论中探讨了量子虫洞,求解了相应边界条件下的Wheeler-De Witt方程的虫洞波函数解,给出了拓扑为R~1(?)T~d(?)S~2的量子虫洞.     

Weyl对应的相干态描述

在量子力学中,由于坐标算符Q和动量算符P不对易,因此经典函数h(p,q)和与其相应的量子对应算符H(P,Q)的对应是含糊的.在文献[1]中Weyl 给出了一种对应方案,定义经典函数A_ω的量子对应为A(P,Q)=integral from -∞to ∞dpdqΔ(p,q)A_ω(p,q),(1)其中积分核称为Wigner 算符,记为(取普朗克常数h=1)     

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。     

产生单模压缩态的Hamilton算符一般形式

压缩态光场为典型的非经典光场,在极微弱信号的探测和量子非破坏性(QND)测量等方面有重大应用。采用许多非线性光学过程已经在实验上产生压缩态。最近人们又在理论上研究变质量或变频率谐振子产生正交位相压缩态的可能性,并在各种近似下求解这类谐振子的问题。本文将给出产生单模压缩相干态的Hamilton算符一般形式,将其动力学转化为一组耦合方程,并在共振条件下求出方程的解析解,而远离共振时则不能获得可观压缩。因此此结果较一般性地解决了单模压缩态产生的问题。     

非等温模型下多量子势垒结构对LED性能的影响

引入了多量子势垒结构作为发光二极管的电子阻挡层来提高其性能.在非等温多物理场耦合模型下,对芯片的内量子效率、发热特性、光谱特性、以及光电转换效率做了系统分析.结果表明:发光二极管的内量子效率及光电转换效率得到显著改善,光谱强度明显升高,且多量子势垒结构的引入保证了芯片的热稳定性和发光稳定性.原因主要是由于多量子势垒结构的引入改善了电子阻挡层的能带结构,减少了漏电流,显著增强了活性区中载流子浓度.     

揭秘量子密码、量子纠缠与量子隐形传态

以光子的偏振态为例,对量子力学、量子态、量子密码、量子纠缠和量子隐形传态作简要通俗而又力求准确的介绍。首先通过与经典物理的对比,引进量子力学的基本思想和量子态的基本涵义;接着介绍量子密码的BB84量子密钥分配方案;然后介绍量子纠缠,强调它不违反相对论。在此基础上,介绍了量子隐形传态,强调了经典通信在这个过程中的必不可少。