测不准关系和最小不确定态

利用力学量算符的厄密性和希尔伯特状态矢量模的非负性，重新给出了关于测不准关系的数 学证明.简单的证明过程不仅揭示了测不准关系某些经常被忽视的特征，而且还可以直接给 出最小不确定态的充要条件.在此基础上，我们提出了对易子为非零常数的任意一对力学量 的最小不确定态问题，并且采用玻色型产生和湮没算符给出了它们的压缩态的明显表达式. 关键词： 海森堡测不准原理 最小不确定态 压缩态     

第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场的非线性高阶压缩特性研究

本文在文献２０的基础上进一步提出了多模辐射场的Ｎ－Ｙ最小测不准态、Ｎ－Ｈ最小测不准态、Ｎ－Ｙ压缩最小测不准态以及Ｎ－Ｈ压缩最小测不准态等的定义．构造了由多模（ｑ模）相干态｜｛Ｚｊ｝＞ｑ及其相反态｜｛－Ｚｊ｝＞ｑ的线性叠加所组成的第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场｜ψ（２）１＞ｑ，利用文献２０新近提出的有关多模辐射场的两种非线性高阶压缩的定义，首次对态｜ψ（２）１＞ｑ的Ｎ次方Ｙ压缩及Ｎ次方Ｈ压缩效应进行了详细研究．结果表明，１）当Ｎ为偶数时，态｜ψ（２）１＞ｑ恒处于Ｎ－Ｙ最小测不准态；当Ｎ为奇数时，态｜ψ（２）１＞ｑ在一定条件下可呈现出周期性变化的、任意阶的Ｎ次方Ｙ压缩效应．２）当ｑ·Ｎ为偶数时，态｜ψ（２）１＞ｑ恒处于Ｎ－Ｈ最小测不准态；当ｑ·Ｎ为奇数时，在另外的条件下，态｜ψ（２）１＞ｑ则可呈现出周期性变化的、任意阶的Ｎ次方Ｈ压缩效应．３）Ｎ次方Ｙ压缩及Ｎ次方Ｈ压缩效应的压缩深度与腔模总数ｑ、压缩参数Ｒｊ以及压缩阶数Ｎ等非线性相关，后者与上述参量的非线性关联程度要比前者的更强．     

一种新型的两态叠加多模Schrdinger猫态光场的等阶N次方Y压缩

本文根据量子力学的线性叠加原理,构造了由多模（即q模时目平态的相反态|｛｛－Zj｝〉q及多模虚相干态|｛｛－Zj｝〉q这两者的线性叠加所组成的一种新型的多模Schrodinger猫态光场利用新近建立的多模压缩态理论,研究了态的N次方Y压缩效应,结果发现：①当压缩阶数N＝Zp且p＝2m（m＝1,2,3,…,…）时,态。总是恒处于N－Y最小测不准态;②当压缩阶数N＝2p且p＝2m＋1（m＝0,1,2,3,…,…）时,如果各模的初始相位,态间的初始相位差以及各单模相干态光场的平均光子数之总和等满足一定的量子化条件,则态可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方Y压缩效应;③当压缩阶数N＝2P＇＋1时,无论p＇＝2m（m＝0,1,2,…,…）还是p＇＝2m＋1（m＝0,1,2,3,…,……）,只要各模的初始相位满足一定的量子条件,则当两态叠加几率幅满足时,态就恒处于N－Y测不准态,始终不呈现N－Y最小测不准态和N次方Y压缩;而当时,态始终不呈现N－Y测不准态、N－Y最小测不准态和N次方Y压缩效应．     

一种新型的两态叠加多模Schr(o¨)dinger猫态光场的等阶N次方Y压缩

本文根据量子力学的线性叠加原理,构造了由多模(即q模)相干态的相反态|{-Zj}〉q及多模虚相干态|{iZj}〉q这两者的线性叠加所组成的一种新型的多模Schrdinger猫态光场|Ψ(2)〉q,利用新近建立的多模压缩态理论,研究了态|Ψ(2)〉q的N次方Y压缩效应.结果发现:①当压缩阶数N＝2p且p＝2m(m＝1,2,3,…,…)时,态|Ψ(2)〉q总是恒处于N-Y最小测不准态;②当压缩阶数N＝2p且p＝2m+1(m＝0,1,2,3,…,…)时,如果各模的初始相位φj,态间的初始相位差θ(I)pq-θ(R)nq以及各单模相干态光场的平均光子数之总和等满足一定的量子化条件,则态|Ψ(2)〉q可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方Y压缩效应;③当压缩阶数N＝2p'+1时,无论p'＝2m(m＝0,1,2,…,…)还是p'＝2m+1(m＝0,1,2,3,…,…),只要各模的初始相位φj满足一定的量子条件,则当两态叠加几率幅满足r(I)pq＝r(R)nq时,态|Ψ(2)〉q就恒处于N-Y测不准态,始终不呈现N-Y最小测不准态和N次方Y压缩;而当r(I)pq≠r(R)nq时,态|Ψ(2)〉q始终不呈现N-Y测不准态、N-Y最小测不准态和N次方Y压缩效应.     

非耗散介观LC电路中电荷和电流的压缩与反压缩效应

利用全量子理论,对非耗散介观LC电路中电荷和电流的压缩与反压缩效应进行了详细的讨论.结果表明:1)通过保持非耗散介观LC电路的固有频率不变,而使电感参量作阶跃函数变化,就可将介观LC电路由初始的真空态经相干态而演化到压缩相干态;并由此进一步分别制备出电荷与电流的压缩最小测不准态;2)通过控制电感参量的改变,可使电荷与电流的量子涨落呈现出压缩与反压缩效应.     

多模辐射场的广义非线性高阶差压缩——N次方X压缩的一般理论

本文在发展现有理论的基础上,提出了多模(2q模)辐射场的广义非线性高阶差压缩(即N次方X压缩)的定义,给出N次方X压缩效应的压缩度的计算公式,并对N-X最小测不准态和N-X压缩最小测不准态等进行了详细讨论.指出,MarkHilery在文献6中所提出的有关双模辐射场的“差压缩”的定义,仅仅是本文所提出的多模辐射场的广义非线性高阶差压缩(即N次方X压缩)的一般性定义在q=1、N=1条件下的特例.     

高阶压缩的另一种定义

在高阶测不准关系基础上提出了光场高阶压缩的另一个定义。它不同于Ｈｏｎｇ和Ｍａｎｄｅｌ定义的高阶压缩，在本诉定义中高阶压缩的准则是场振斩高阶基础量子涨落。利用它研究了压缩相干态和迭加态的高阶压缩，并与Ｈｏｎｇ与Ｍａｎｄｅｌ的结果作了比较。     

奇偶相干态中测量相位算符的涨落及其压缩

利用Ｂａｒｎｅｔｔ和Ｐｅｇｇ提出的测量相位算符讨论了奇偶相干态中的相位涨落及其高阶涨落，在测不准关系和高阶测不准关系基础上给出了测量相位压缩和高阶压缩的二类定义，并用这二类定义研究了奇偶相干态中测量相位的二阶和高阶压缩情况。     

第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场的非线性高阶压缩特性研究

本文在文献20的基础上进一步提出了多模辐射场的N-Y最小测不准态、N-H最小测不准态、N-Y压缩最小测不准态以及N-H压缩最小测不准态等的定义.构造了由多模(q模)相干态|{Z_j}>_q及其相反态|{-Z_j}>_q的线性叠加所组成的第Ⅰ类两态叠加多模叠加态光场|ψ₁⁽²⁾>_q,利用文献20新近提出的有关多模辐射场的两种非线性高阶压缩的定义,首次对态|ψ₁⁽²⁾>_q的N次方Y压缩及N次方H压缩效应进行了详细研究.结果表明,1)当N为偶数时,态|ψ₁⁽²⁾>_q恒处于N-Y最小测不准态;当N为奇数时,态|ψ₁⁽²⁾>_q在一定条件下可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方Y压缩效应.2)当q·N为偶数时,态|ψ₁⁽²⁾>_q恒处于N-H最小测不准态;当q·N为奇数时,在另外的条件下,态|ψ₁⁽²⁾>_q则可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方H压缩效应.3)N次方Y压缩及N次方H压缩效应的压缩深度与腔模总数q、压缩参数R_j以及压缩阶数N等非线性相关,后者与上述参量的非线性关联程度要比前者的更强.     

多模奇相干态光场中的N-Y最小测不准态与N-H最小测不准态

本文根据新近建立的多模辐射场的广义非线性等阶高阶压缩理论,对多模奇相干态光场|Ψ,o〉_q中的N次方Y压缩、N次方H压缩、N-Y最小测不准态以及N-H最小测不准态等进行了详细研究.结果表明:1)当压缩阶数N为偶数时,多模奇相干态|Ψ,o〉_q总是恒处于N-Y最小测不准态;当N为奇数时,态|Ψ,o〉_q既不处于N-Y最小测不准态,也不呈现N次方Y压缩效应.2)当q & #183;N为偶数时,多模奇相干态|Ψ,o〉_q总是恒处于N-H最小测不准态;当q & #183;N为奇数时,态|Ψ,o〉_q既不处于N-H最小测不准态,也不呈现N次方H压缩效应.3)多模奇相干态|Ψ,o〉_q恒处于N-Y最小测不准态与恒处于N-H最小测不准态的条件明显不同,两者存在着严格的区别.     

双模纠缠相干场控制下的双光子过程中有效二能级原子的信息熵压缩

根据量子信息理论,研究了与双模纠缠相干场相互作用双光子过程中有效二能级原子的信息熵压缩。讨论了场的初态对信息熵压缩的因影响,并且比较了分别从基于信息熵测不准关系和海森堡测不准关系出发得出的结果。结果表明：信息熵压缩的稳定周期性、压缩方向分别由场的平均光子数和方向角控制. 在强场条件下, 场的纠缠度对信息熵压缩不产生影响。当原子反转为零时,基于海森堡测不准关系的方差压缩定义不再有效, 而信息熵压缩实现了对原子压缩效应的高灵敏量度.     

Paul阱中被囚禁离子质心运动k分量相干态的压缩效应

文章构造Ｐａｕｌ阱中被囚禁离子的ｋ分量相干态,研究囚禁离子位置和动态的测不准关系,详细研究了这种离子的位置和动量在ｋ分量相干态中的压缩性质。     

多模辐射场的广义非线性不等阶高阶压缩的一般理论

本文建立了多模辐射场的广义非线性不等阶高阶压缩的一般理论。首次提出了多模辐射场中各模压缩阶数不相等的N_j次方Y压缩、N_j次方H压缩以及N_j次方X压缩的一般性定义,并对N_j-Y最小测不准态、N_j-Y压缩最小测不准态、N_j-H最小测不准态、N_j-H压缩最小测不准态以及N_j-X最小测不准态和N_j-X压缩最小测不准态等进行了详细讨论。指出,Zhang等人在国际上提出的有关单模辐射场的振幅N次方压缩的定义、Mark Hilery在国际上提出的有关双模辐射场的“双模和压缩”与“双模差压缩”的定义以及由笔者新近提出的有关多模辐射场的N次方Y压缩、N次方H压缩和N次方X压缩等的定义,仅仅只是本文所提出的N_j次方Y压缩、N_j次方H压缩以及N_j次方X压缩等的一般性定义在各种不同条件下的特例.     

一种新型的多模虚奇相干态光场的两种等阶最小测不准态——等阶N-Y与等阶N-H最小测不准态

本文利用新近建立的多模压缩态理论,详细研究了一种新型的多模虚奇相干态光场|Ψ_i,o⁽²⁾〉_q的广义非线性等阶高阶压缩特性.结果发现:1)当压缩阶数 N为偶数时,多模虚奇相干态 |Ψ_i,o⁽²⁾〉_q总是恒处于等阶 N-Y最小测不准态;而当 N为奇数时,态 |Ψ_i,o⁽²⁾〉_q既不处于等阶 N-Y最小测不准态,也不呈现等阶 N次方 Y压缩效应.2)当腔模总数 q与压缩阶数 N这两者之积 q&183;N为偶数时,多模虚奇相干态 |Ψ_i,o⁽²⁾〉_q 始终恒处于等阶 N-H最小测不准态;而当q&183;N为奇数时,态 |Ψ_i,o⁽²⁾〉_q 既不处于等阶 N-H最小测不准态,也不呈现等阶 N次方 H压缩效应.3)上述的等阶 N-Y最小测不准态与等阶 N-H最小测不准态属于两种截然不同的等阶最小测不准态,两者无论在定义上、性质上、条件上还是在产生机制上都存在着严格的本质区别.4)多模虚奇相干态光场 |Ψ_i,o⁽²⁾〉_q与已报道的多模奇相干态光场 |Ψ_,o〉_q和多模复共轭奇相干态光场 |Ψ_*,o⁽²⁾〉_q等虽是三种不同的量子光场态,但却具有完全相同的量子统计性质;即在相同条件下它们都恒处于上述的两种等阶最小测不准态,但始终不呈现等阶 N次方 Y压缩与等阶 N次方 H压缩效应.     

第Ⅰ种非对称三态叠加多模叠加态光场的高次和压缩--第一正交分量的N次方H压缩效应

构造了第孙中禹种强度不等的非对称三态叠加多模叠加态光场|ψ1(ABC)〉q.利用多模压缩态理论研究了态|ψ1(ABC)〉q第一正交分量高次和压缩.结果发现:①当构成态|ψ1(ABC)〉q的三个多模相干态光场的强度不相等时,在一定条件下,态|ψ1(ABC)〉q的第一正交分量可出现任意幂次的高次和压缩.②当上述的三个多模相干态光场强度相等时,态|ψ1(ABC)〉q的第一正交分量的高次和压缩现象消失.在这种情况下,态|ψ1(ABC)〉q的第一正交分量恒处于NH最小测不准态.     

双模纠缠相干光场控制下双光子过程中有效二能级原子的信息熵压缩

根据量子信息理论,研究了与双模纠缠相干场相互作用双光子过程中有效二能级原子的信息熵压缩.讨论了场的初态对信息熵压缩的因影响,并且比较了分别从基于信息熵测不准关系和海森堡测不准关系出发得出的结果.结果表明:信息熵压缩的稳定周期性、压缩方向分别由场的平均光子数和方向角控制,场的纠缠度对信息熵压缩不产生影响.信息熵压缩实现了对原子压缩效应的高灵敏量度.     

介观电路压缩态的热动力学研究

利用信息理论和密度矩阵，分析研究了频率随时间变化的介观LC电路中的相干态及压缩态。通过与密度矩阵相关算符，我们将相干态、压缩态的出现与电路的初始条件联系起来。结果显示：系统量子态的演化和初始状态密切相关。一般来说，由于环境温度的影响，初始处于某一激发态的介观LC电路系统会演化到压缩态；在低温下，让电路参数作阶跃变化，如果跃变前后电路的谐振频率不变，则能够制备出压缩最小测不准态。     

第Ⅱ类两多模相干态的叠加态光场的不等幂次高次Y压缩

文章在文献2的基础上,利用多模不等幂次压缩理论[7]研究了第Ⅱ类[2]两多模相干态的叠加态光场|ψ2(2)>q的不等高次Y压缩效应.结果发现1.当各模压缩幂次数Nj为偶数时,态|ψ2(2)>q恒处于不等幂次Nj-Y最小测不准态.2.当各模压缩幂次数Nj为奇数时,|ψ2(2)>q的第一或第二正交分量在一定条件下呈现出不等幂次Nj次方Y压缩效应.文献2的研究结果,仅仅只是该文章的普遍性结果在Nj=N(j=1,2,3,…,q)这一条件下的特例.     

两不同奇相干态组成的第种四态叠加多模叠加态光场的等阶N次方Y压缩

根据量子力学中的线性叠加原理 ,构造了由多模奇相干态与多模复共轭奇相干态这两种不同的奇相干态的线性叠加所组成的第 种四态叠加多模叠加态光场 |Ψ( 4 )o ,I〉q,利用多模压缩态理论 ,研究了态 | Ψ( 4 )o ,I〉q的等阶 N次方 Y压缩特性 .结果发现 :1 )当压缩阶数 N为偶数时 ,在不同的条件下 ,态 | Ψ( 4 )o ,I〉q 可分别呈现三种状态 :a)态 | Ψ( 4 )o ,I〉q可处于等阶 N- Y最小测不准态 ;b)态 | Ψ( 4 )o ,I〉q的第一正交分量可呈现等阶 N次方 Y压缩效应 ;c)态 | Ψ( 4 )o ,I〉q可呈现“半相干态”效应 .2 )当压缩阶数为奇数时 ,若果 r1=r2 =r,则在不同的条件下 ,态 |Ψ( 4 )o ,I〉q可分别呈现三种状态 :a)态 |Ψ( 4 )o ,I〉q可处于等阶 N - Y最小测不准态 ;b)态 |Ψ( 4 )o ,I〉q的第一正交分量可呈现等阶 N次方 Y压缩效应 ;c)态 | Ψ( 4 )o ,I〉q的第二正交分量可呈现等阶 N次方 Y压缩效应 .3)“半相干态”是指在一定条件下 ,态 | Ψ( 4 )o ,I〉q的两个正交分量其中一个正交分量处于等阶N- Y最小测不准态 ,另一个正交分量既不处于等阶 N- Y最小测不准态也不呈现等阶 N次方 Y压缩效应     

多模复共轭奇、偶相干态光场的N次方Y压缩与N次方H压缩

利用新近提出的多模辐射场的广义非线性等阶高阶压缩理论,对多模复共轭奇、偶相干态光场的N次方Y压缩与N次方H压缩特性进行了详细研究.结果发现:①多模复共轭奇相干态光场,压缩阶数N为偶数时,只存在N-Y最小测不准态;而当腔模总数q与压缩阶数的乘积q·N为偶数时,只存在N-H最小测不准态;此外,无论N及q·N为何值,不呈现N次方Y压缩与N次方H压缩效应.②多模复共轭偶相干态光场在一定条件下可呈现出周期性变化的任意阶的N次方Y压缩与N次方H压缩效应.③多模偶相干态光场与多模复共轭偶相干态光场两者的压缩效果和压缩特性完全相同,这种现象称为“压缩简并”.