量子非局域性的应用与度量

随着量子计算机研究的进一步深入，量子态非局域性的理论日益重要，尤其是如何度量非局域性的大小．本文解释度量非局域性的大小的原则及介绍了一些主要的应用方向．     

非局域双缝双光子干涉的量子局域性理论

设计了一个新的非局域双缝双光子干涉的实验,从局域的量子理论出发,计算得到了与实验现象相一致的理论结果,说明即使光子对是非纠缠的,也可以得到表观为非局域的实验结果。     

量子态的非局域关联性

在普遍的两个自旋1/2粒子量子态下证明了局域实在论与量子力学是不相容的,推广了Hardy在两个粒子非最大纠缠态下关于Bell 定理的证明.通过纠缠态下广义量子不可克隆定理中的正交条件的转移证明了量子力学非局域关联性.     

热库对原子-场耦合系统中量子非局域性的影响

讨论了光场初态和热库性质对原子场耦合系统中量子非局域性的作用．结果显示，如果腔损耗很弱，热库的平均光子数很小．系统会周期性地展现出量子非局域性．非局域性的消失速度依赖于初始压缩真空态的振幅、热库的平均光子数和腔的衰退系数．场越强、平均光子数和衰退系数越大，非局域性减小得越快。     

两粒子非最大纠缠态的量子非局域性

利用Bell—CHSH(Clauser—Horne—Shimony—Holt)不等式研究两个自旋为1／2的原子所构成的量子态的量子非局域性，计算表明两个自旋为1／2的原子所构成的非最大纠缠态，它的量子非局域性与量子态之间的纠缠度和极角有关；而所构成的最大纠缠态的非局域性只与极角有关。     

双模减单光子压缩真空态的量子退相干和非局域性动力学

本文研究了双模减单光子压缩真空态的量子退相干和非局域性动力学．数值计算了相对熵纠缠度和计算分析了线性熵纠缠度．并进一步计算了基于膺自旋算符的Bell不等式，发现Bell不等式总是违背的．因此，可以确定退相干只能减少双模减单光子压缩真空态的纠缠量，不能完全消除纠缠．     

自旋为1的系统的量子非经典性度量

相干态最初在1960年由Klauder和Sudarshan提出.基于此,许多经典性和非经典性的度量被提出. 1971年Radcliffe提出了原子相干态,但基于原子相干态的非经典性度量研究仍然较少.本文利用原子自旋相干态的特征提出一种度量非经典性的方法,并讨论了这种度量的若干性质,例如转动算符作用下的不变性和纯态的非经典性.我们给出了一些计算例子,例如猫态、NOON态和混合态.这种度量只在自旋为1的系统上讨论.这些结果对探索量子非经典性的度量和量子资源理论有一定的意义,也对实验室利用非经典性度量起到积极作用.     

反事实量子调控研究进展

随着时代的进步发展,量子科学技术在国家安全,社会经济高质量发展中的重要性逐渐显露.如何操控量子态来储存、传递和处理信息一直是量子计算、量子通讯等量子信息科学研究中的关键性问题.有别于传统认知,量子系统允许某些在经典世界中不存在的控制方式,反事实量子调控便是其一.作为一种非局域的量子调控方式,在反事实量子调控的过程中,没有任何实际物质粒子、能量在调控方和被调控方之间输运交换.通过对反事实量子调控的研究,人们不仅深入理解了非局域量子现象,也发现了其在样本无伤成像和隐身探测技术等应用上的重大潜在价值.本工作介绍了反事实量子调控的基本概念,回顾了相应的理论证明,也对相关的实验验证、非局域性研究以及应用性探索做了阐述.     

双电子系统量子纠缠的计算公式

把单电子系统的量子纠缠concurrence的计算公式推广到双电子系统,通过详细的推导,得到了任意两个格点间concurrence的计算公式,并且指出可以通过计算双电子系统的格点平均及谱平均concurrence这两个物理量,来研究粒子间的相互作用对量子纠缠的影响,以及利用量子纠缠这一物理量来研究双电子态的局域性问题.     

两粒子纠缠态的非局域性

在两个自旋1／2粒子形成纠缠态的条件下，不用不等式证明了量子力学具Einstein,Poldolsky和Rosen的局域实在论所地说明的非局域关联性，从而证明了局域实在论不能重现量子力学的独特的非经典特性。     

基于局域压缩量子剪切制备非高斯量子态及非经典性

光场量子态的制备和操控对于量子信息处理的发展具有非常重要的实际意义.将局域的压缩操作引入到量子剪切装置中,实现将输入相干态截断为真空光,单光子和双光子的叠加形式.利用平均光子数和Wigner函数,着重研究了输出态的非经典特性.在相同参数下,局域压缩参数的增加有利于平均光子数的提高以及Wigner函数负部体积的增大.此外...     

随机序列展开量子蒙特卡洛模拟中非对角关联函数的测量

主要介绍了在随机序列展开方法中利用圈更新计算非对角关联函数的算法．以一维海森堡模型和易面XXZ模型为例,计算了XY面上自旋关联函数和反铁磁磁化强度的模方,通过与密度矩阵重整化群方法计算结果作对比,验证了算法的正确性．      

量子时空中的面积量子

用不同于其他文献的方法推导出量子化空间中面积谱为16πhA（j），用该面积谱以便于推算出黑洞的熵．利用最小面积量子值为1／2探讨qubit的来源，同时对空间存在的EPR纠缠态、纠缠态的非定域性，以及面积量子具有的关联变更给出论证．     

粗糙模糊集的粗糙性度量

粗糙集理论和模糊集理论是处理不确定和不精确问题的两种数学工具,它们有很强的互补性,将这两种理论相互融合可以建立粗糙模糊集模型。本文在概率近似空间上研究了粗糙模糊集的粗糙性度量,定义了知识的粗糙度概念,并将它与模糊集的粗糙度相结合给出了粗糙模糊集粗糙性的一种新的度量,验证了该度量的一些性质。     

单量子系统中基于相干度量的态排序

在单量子系统中,利用相干度量的定义及其性质,基于不同相干度量分别研究纯态和混合态的态排序,并给出C_max,C_v-max与C_r,C_I,C_l1的态排序结果.结果表明：C_r,C_Ι,C_H对纯态提供相同的态排序,该态排序结果对混合态不成立;不同于纠缠度量,2个相干度量在纯态中的序关系对任意态未必有相同结果.     

凸性的度量

本文从三个不同的侧面刻划凸函数的凸度,进一步讨论了测度等问题.     

量子点中双激子的关联能

采用精确对角化方法,研究了限制在半导体量子点中双激子的量子尺寸效应.计算了双激子量子点的基态和低激发态的关联能随限制强度大小变化的关系,揭示了双激子量子点的基态和低激发态能谱的重要性质.我们发现随着限制强度的增加,双激子量子点的基态和低激发态的关联能变化是不同的;我们还发现限制可以引起不同低激发态能级的偶然简并和能级的反转.这些性质都与系统的交换和旋转对称性有关.     

关于量子超光速通信的一个理论设想

本文深入分析了拟议中的量子超光速通信理论,提出了实现量子超光速通信的原理与技术方案。此外,本文还讨论了适用于量子超光速通信的新的时空变换,并提出了两种检测特惠Lorentz参照系的实验方法。     

非局域非线性介质中孤子的绝热捷径压缩

近年来,量子绝热捷径(shortcut to adiabaticity,STA)技术被用以加速缓慢的绝热过程.基于光学类比方法,采用结合变分法和绝热捷径技术的反控制方法研究非局域非线性介质中孤子的快速压缩,并与绝热压缩技术进行了对比.研究结果表明,非局域对于非线性具有抑制作用,非局域度越大,绝热压缩技术需要的传播距离越长,使得在非局域介质中用绝热方法压缩孤子变得比较困难,而绝热捷径技术却依然可以在短距离内有效压缩孤子,优势明显.