水合锰(Ⅱ)结构的量子化学和ABEEM/MM研究

应用新一代可极化分子力场——原子-键电负性均衡浮动电荷分子力场ABEEM/MM,结合精密量子化学方法, 构建了精确的Mn²⁺-H₂O 相互作用的势能函数, 确定了相关参数.将该势能函数用于计算[Mn(H₂O)_n]²⁺(n=1~12)的结构和结合能, 得到了与量子化学一致的结果. 进一步对Mn²⁺水溶液进行ABEEM/MM 动力学模拟, 得到的Mn²⁺–O 径向分布函数的第一和第二最高峰分别处于0.218 和0.435 nm 处, 积分得到第一和第二水合层的配位水分子数分别为7.03 和17.74; 对于O–Mn²⁺–O 角度分布函数, 其第一和第二最高峰分别位于80°和140°附近, 这些结果与实验和其他理论方法的结果有很好的一致性. Mn²⁺的极化作用使得第一水合层中水分子的键长明显增长, 键角明显减小; 而Mn²⁺对第二水合层及外层水分子的结构影响较小. 分析体系的电荷分布表明, 与ABEEM-7P 纯水相比, Mn²⁺水溶液中参与形成氢键的氢原子和孤对电子的电荷变化较大, 且Mn²⁺和其邻近的水分子间存在明显的电荷转移.     

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     

Quantum key distribution using four-level particles

We present a quantum key distribution protocol based on four-level particle entanglement. Furthermore, a controlled quantum key distribution protocol is proposed using three four-level particles. We show that the two protocols are secure.     

半导体量子点Rabi振荡品质因子及其退相干机制

采用光致发光方法和纳米光谱成像技术,研究了单个半导体量子点中激发态激子的Rabi振荡。观测了在两个延时位相可控的!/2脉冲激发下,激发态激子数随其量子比特位相旋转而振荡的特性。由实验观测结果分析得知此单个半导体量子点量子比特的自由旋转品质因子约为9.8×104,动力旋转品质因子约为18。讨论了激子从浸润层到量子点的俘获过程对Rabi振荡衰减退相干的影响。简要分析了量子点的激子自旋操控和单光子发射统计特性。     

SiOx(X≤2)基电致发光体系研究进展

近年来,SiOx(X≤2)基电致发光材料发展迅速。着重讨论了5种具有实用潜力Si基LED包括离子掺杂、Si-nc嵌SiO2、多孔硅、a-Si(C):H以及MOS结构,并对其电致发光机理以及存在的问题如量子效率低、稳定性差进行了分析,认为电致发光原子SiOx(X≤2)中发光中心和界面缺陷处载流子的辐射复合。在激子碰撞和电子空穴复合发光体系中,提高载流子的平衡注入能够显著提高量子效率。在对比SiOx(X≤2)基LED研究的基础上,对下一步发展提出了建议。     

纳米材料量子尺寸效应的理解及应用

在理解纳米材料量子尺寸效应的基础上,对久保提出的分立平均能级间距与热能的关系公式δ=4EF与温度T之间的关系公式d03<1.078×T 10-14n-31m3,由此讨论临界粒径d0与温度T之间的关系,并进而应用公式举例计算纳米级金属颗粒出现量子尺寸效应的临界粒径。     

激子效应对抛物量子点中光电导的影响

利用记忆函数方法研究了抛物量子点中的光电导,并导出了光电导的解析表达式.以典型的GaAs/Ga1-xAlxAs抛物量子点为例作了数值计算,结果表明,在弱耦合区域,随着抛物势频率的增加,光电导会随之增强,而在强耦合区域,光电导会随之减弱;在弱耦合区域,随着抛物势频率的增加,光电导峰会向左漂移,而且抛物势频率越大,光电导曲线越不对称;考虑了激子效应后的光电导比未考虑激子效应的光电导大了10%以上.     

分子间相互作用对芳杂环聚合物PBO光谱性能影响的理论研究

采用量子化学计算方法AM1-ZINDO/CI对芳杂环聚合物PBO的光物理性能进行研究。结果表明:PBO分子链共轭平面结构间的面面相互作用,影响到前沿分子轨道的电子跃迁方式,从而导致聚集态电子光谱相对于理论单分子链存在红移现象。由含3个单元的PBO聚集态分子模型模拟计算显示,PBO分子链共轭平面结构间的面面相互作用使得电子光谱最大吸收峰由383.06 nm红移至407.19 nm。结合同系线性规律,推导出PBO聚合物聚集态的电子光谱最大吸收峰为425.33 nm,从本征结构上解释了PBO聚集态电子光谱的光谱性质。     

量子K最近邻算法

为减少经典K最近邻算法的时间复杂度,提出了量子K最近邻算法(QKNN)。介绍了QKNN算法的构造步骤,然后为减少量子计数子程序的运行时间,进一步将固定的K值修改为可变的k,形成改进的k可变的量子最近邻算法(QkvNN)。为弥补由于最近邻个数K变化带来的分类错误率上升的影响,在Boosting算法框架下,用三个由QkvNN算法训练的弱分类器,去构造了一个强分类器,从而提高单独运行QkvNN的分类精度。在此算法中,由于利用了量子计算的强大能力,使得经典K最近邻算法的时间复杂度从O(N)减小为O(N)。     

量子全加法器的修改和算法研究

通过与经典全加器的基本模型进行比较后,讨论了一个改进后的量子平面加法器的基本构型.对其原理、组件和算法进行了研究,比较了本加法器两个主要组件与一般量子加法器的不同.作为应用的例,设计了一个n比特量子全加法器的模型,对其具体运算过程和基本功能进行了说明.