处理强关联量子杂质系统的费米子级联运动方程方法的最新进展（英文）

近年来，由于强关联量子杂质系统（QIS）表现出多样化的、有趣新颖的量子现象，因此对它的研究也成为了一个备受关注的课题。级联运动方程方法（HEOM）是描述与环境线性耦合的量子杂质系统的最流行的数值方法之一。这篇综述全面介绍了形式上严格、数值上收敛的HEOM方法，其中包括量子杂质系统的模型化描述和费米子HEOM形式的概述。此外，各种各样的谱分解方案和级联方程的截断方案被提出和发展，显著地提高了HEOM方法的精度和效率，尤其是在低温区域。通过对非平衡量子输运和强关联近藤态的表征的数值模拟，以及对非平衡量子的热力学研究，HEOM方法在处理强关联问题上的实用性和有效性得到了充分地例证。     

不同噪声环境中量子精密测量及其量子模拟实验检验的研究进展

量子精密测量利用量子纠缠和量子相干性提高测量精度.本文简要回顾了在各种噪声环境中的量子精密测量方案，包括非马尔科夫噪声、关联噪声、双光子噪声环境等.另外，量子信息的蓬勃发展让我们能够设计和利用相应的量子模拟实验，从而检验各种量子精密测量理论方案的实验可行性.     

能量转换量子系统的热力学特性及其研究进展

量子物理是理解微观粒子运动规律的现代物理学理论.它与信息、生命以及化学等学科相互联系日益紧密,引发了许多新技术革命,深刻影响着人类的生活,已成为社会经济发展的原动力之一.当前,量子物理和能源科学结合,正在产生新的学科生长点.本文主要概述多种类型能量转换量子系统的发展;结合国内外的研究现状,系统地阐明如何应用热力学理论研究量子体系的能量操控以及微观器件的优化设计;总结量子热力学循环、能量选择量子电子器件、量子点热管理器件等在理论和实验方面研究的代表性成果和进展;展望量子物理与能源科学交叉领域发展的新方向.     

点内库仑相互作用对三量子点系统输运性质的影响

本文利用非平衡格林函数运动方程方法,研究了与两个电极耦合在一起的三耦合量子点系统中,点内部的库仑关联或阻塞与点间的耦合强度对体系输运性质,即对系统微分电导和系统态密度的影响.通过理论计算发现,由于量子点上的局域态密度的不同从而导致系统微分电导或隧穿性质的不同,会开启新的Kondo输运通道,也会增强一些原有的输运通道.     

利用动力学去耦合脉冲增大和调节量子相干性和三体纠缠

本文研究了动力学去耦合脉冲对腔量子电动力学系统中量子相干性, 量子失谐和量子纠缠的影响, 发现动力学去耦合脉冲不仅能够增大系统中两原子之间的量子相干性, 同时也能增大它们之间非经典关联（量子失谐和量子纠缠）. 同时, 凭借迹距离的方法, 探讨了动力学去耦合脉冲增大两原子之间量子相干性的原因, 通过探究可以看出动力学去耦合脉冲能够控制和加速量子信息从其他子系统回流到两个原子中去, 并减少两原子子系统和其他子系统之间的量子信息流动, 从而增加两原子间的量子相干性和非经典关联. 最后, 利用保真度的方法研究了系统中三体纠缠出现的情况, 结果显示在不同的时间, 系统中会出现三体纠缠, 特别值得指出的是, 可以通过动力学去耦合脉冲来调节和增加系统中三体纠缠出现的时间.     

纳米双栅MOSFETs的量子格林函数模拟

采用一种量子动力学模型研究纳米MOSFET(场效应管)电流特性.该模型基于二维NEGF(非平衡格林函数)方程和Poisson方程自洽全量子数值解.使用该方法研究了纳米双栅MOSFET结构尺寸对电流特性的影响.模拟结果显示:越细长的沟道,器件的短沟效应越弱,器件的亚阈值斜率随栅氧化层增厚而加大.另外,通过分析器件不同区域的散射自能效应,得出减缓纳米双栅MOSFET电流性能下降的途径.所用模型具有概念清晰,求解稳定等特点.作为多体量子模型,本方法可应用于一维量子线及量子点阵列所构成的纳米器件,并有望在纳米MOSFET器件设计中得以应用.     

耗散介观电子谐振腔的量子kirchhoff方程与量子能谱

基于电荷离散化的事实,实现对耗散介观电子谐振腔的量子化.运用Heisenberg运动方程给出体系的量子kirchhoff方程;通过求解体系Hamilton算符的本征值方程分析和研究体系的量子能谱性质.结果表明,量子回路方程、量子能谱均与电荷的量子性质有关.     

从量子谱到经典轨道:圆形腔中的弹子球

用半经典的方法来研究粒子经典运动已成为处理某些量子问题必不可少的工具.周期轨道理论已经成为人们研究定态体系的量子谱和所对应粒子经典运动的关系的主要工具.本文应用周期轨道理论,运用量子谱函数,这种量子谱函数的傅利叶变换包含了体系内许多经典轨道的信息.以二维无限深圆环势阱为例,利用它们的能量本征值和本征函数,用态密度公式计...     

量子反馈控制下不同环境双原子系统的关联演化

为了研究抑制双原子在不同环境系统中量子关联演化的退纠缠问题,在设定的初态条件下利用数学方法得到系统的时间演化密度矩阵,利用赝模理论和基于量子跃迁的量子反馈控制给出系统主方程的形式,并选取单一热库和耦合热库2个模型,采用Concurrence和量子失谐度量了系统纠缠与关联的演化规律.结果表明:在单一热库模型中,初始状态参...     

量子关联研究综述

由EPR佯谬,薛定谔“猫态”等超越直观的纯量子现象产生的量子纠缠理论从其概念提出以来一直被人们认为既是量子理论最为重要的概念之一,也是在量子通讯中实现“稠密编码”和“隐形传态”的关键。然而,最近研究结果显示,量子纠缠并不能够完全解释量子关联所有特性。人们发现,除了纠缠以外,还存在对量子信息和量子计算具有极其重要意义的其它非经典关联,如量子失协是一个纯量子比特确定性量子计算机具有计算效率的原因。这说明,量子失协完全可以成为量子计算新的一种资源。文章介绍了非经典关联（包括量子纠缠）的基本概念及其度量方法,对量子失协在各类模型中表现出的量子关联特性进行分析和与量子纠缠,经典关联比较,从而体现出在各类量子体系中对量子失协进行研究的意义,同时引导理论和实验研究者去研究量子失协的潜在研究价值。     

量子漂移-扩散等温模型解的长时间性质

研究一维单极量子漂移-扩散等温模型,它是用来模拟超小半导体器件发生量子效应的宏观量子模型之一,反映了电子浓度与静电场位势之间的非线性关系.量子漂移-扩散模型与经典漂移-扩散模型的区别在于前者包含了量子校正项.从数学的角度讲,此模型是由一个非线性四阶抛物方程与一个泊松方程耦合而成的方程组.研究此模型的困难在于非线性四阶抛物方程缺少极大值原理.利用对数索伯列夫不等式与能量估计的方法,在周期边界条件下,证明了当时间趋于无穷大时此模型的解以指数函数的速度趋于它的平均值.     

量子体系中的概率流体

根据双波函数理论对量子体系的描述，即通常量子力学中的概率性和平均值公式来源于双波函数理论描述对某类系综的平均结果，从而将这类系综看作连续介质的概率流体，从薛定谔方程出发，给出了概率流体所满足的动力学方程．     

XZY-YZX型三自旋相互作用对横场XX自旋链中经典和量子关联的影响

借助于严格对角化方法,数值研究了具有XZY-YZX型三自旋相互作用的横场XX自旋链中经典和量子关联,讨论了三自旋相互作用对关联的影响,发现经典和量子关联在量子相变的临界点都具有奇异性.不同于横场中的量子Ising链,经典和量子关联对外场的导数没有尺寸效应.此外,在外场等于零的退化条件下,两个近邻自旋之间的总关联均分为经典和量子部分,并得到与文献一致的量子关联的行为.     

六角晶格中Dirac准粒子的动力学模拟与操控

本文基于装载在六角可调光晶格中的超冷原子气体，研究了无质量狄拉克准粒子的动力学行为. 此系统与石墨烯具有类似的能带结构，即在简并点附近满足线性色散关系. 我们分别运用解析求解海森堡运动方程和数值波包动力学的方法，得到了准粒子质心位置. 我们可视化地展示了准粒子在不同宽度能隙处的演化行为. 结果发现准粒子的运动并没有出现相对论Zitterbewegung现象. 此外，我们还进一步研究了有效光速、Dirac旋量对系统动力学演化的影响. 结果表明波包的演化方式取决于初态Dirac旋子的形式，而运动速度只依赖于有效光速. 由于光晶格超冷原子系统具有纯净和高可操控性等优点，我们相信我们理论给出的有趣结果不久即可在超冷原子体系实验中得到验证.     

圈量子宇宙学的新进展

圈量子宇宙学在国际引力和宇宙学界日益成为一个热门的研究领域.本文将介绍圈量子引力理论的基本想法及其对称约化模型-圈量子宇宙学的基本结构与最新进展.新进展侧重于圈量子宇宙学的动力学构造及其有效理论的研究.     

重力场中量子弹跳球的Rydberg波包的演化和恢复

利用Rydberg波包分析量子体系的动力学行为是研究经典力学和量子力学的对应关系的一个非常重要的方法。本文主要从自动关联函数和概率密度两个方面讨论了重力场中量子弹跳球的Rydberg波包的恢复和演化，结果表明该系统是一个不能完全恢复的量子系统。     

控制开放超导量子电路系统中的几何量子关联冻结和量子相干性

本文研究了开放超导量子电路系统中,含时电磁场对两超导量子比特间的几何量子关联和量子相干性的影响. 我们发现,加入磁场之后,几何量子关联被冻结的现象会出现,并且冻结的时间会随着含时电磁场的加入而得到延长. 利用迹距离的方法,我们探讨了含时电磁场对超导量子比特与环境之间量子信息流动的影响,我们发现含时电磁场可以抑制环境的影响,降低超导量子比特与环境之间的量子信息流动.     

关联体系中的拓扑物态

拓扑量子材料是凝聚态物理学中的一个重要分支,当在拓扑量子材料中引入电子-电子之间的关联相互作用,将会在体系中产生复杂的新奇有序相.本文重点回顾目前关于强关联体系中拓扑物态的角分辨光电子能谱实验研究的进展,从拓扑近藤绝缘体和Kagome晶格中的拓扑物态两个方面展开讨论.拓扑近藤绝缘体是在强关联效应诱导的近藤绝缘体中存在的拓扑物态,目前在SmB6和YbB12等相关材料体系中有大量的理论和实验支持证据. Kagome晶格的独特结构将引入新的拓扑相以及强关联的平带,在很多材料体系中诱导出了一系列新的强关联物理现象.深入理解拓扑性与关联性之间的关系,对于理解强关联电子间的相互作用以及实现拓扑物态的精确调控都具有重要的意义.     

太赫兹量子级联激光器制备及其成像应用

太赫兹辐射源是太赫兹频段应用的关键器件．全固态相干太赫兹量子级联激光器作为一种重要的太赫兹辐射源具有能量转换效率高、体积小、轻便和易集成等优点．介绍了太赫兹量子级联激光器在激射频率和最高工作温度方面的研究进展,重点讨论了太赫兹量子级联激光器的制作工艺和测试方法．最后简单概述了太赫兹量子级联激光器在成像领域的应用．     

腔光力体系中非经典振动态研究进展

腔光力学描述了腔中电磁场和力学谐振器之间的相互作用,其在精密测量方面有着广泛的应用.近年来,随着微加工处理与实验技术的发展,不同腔光力体系中的诸多非经典量子现象被揭示,这对于探索宏观体系的量子现象、实现量子提高的超高精密测量以及相关量子信息处理等有着重要的意义.本综述简要阐述了近年来有关腔光力学中振动非经典态的研究,主要内容包括:腔光力学基本理论、腔光力振子基态冷却、腔光力体系中高斯和非高斯非经典振动态以及腔光力学在基础物理和实际领域中的潜在应用,这对于后续进一步探究腔光力体系中新奇量子现象起到促进作用.