基于量子纠缠的量子控制反馈通道设计

在量子反馈控制中,传感器从被控量子系统上获得有关系统的信息,控制器对这些信息进行处理并反馈到系统,从而以一种期望的方式来对量子系统进行主动控制.马尔可夫量子反馈、贝叶斯量子反馈、含时延非马尔可夫量子反馈等传统量子反馈控制都用到了来自测量结果的反馈信息,控制器处理经典信息,反馈环中没有建立有效的量子通道.最近的相干量子反馈方案中,传感器和控制器都采用量子系统,没有破坏反馈环的量子特性.本文提出了另一个可选择的量子反馈控制方案,该方案借助量子信息技术中量子纠缠这一重要物理资源来建立反馈环中有效的反馈量子通道,能完成量子遥控、间接量子控制和量子态远程反馈等传统量子反馈控制无法完成的任务.这一设计方案不仅为建立量子控制论与量子信息学之间的连接开辟了一条新的途径,也可能在实用的量子通信网络和大规模量子计算等方面具有重要的潜在应用.     

量子高斯态的纠缠原因分析

量子纠缠是实现量子计算和量子通信的关键因素,纠缠是量子信息论中的一种资源.量子高斯态是最重要的量子连续变量态,关于量子高斯态的纠缠条件,纠缠度量等已有许多研究.     

清华物理系量子信息研究的新进展

在清华大学物理系成立60周年之际,我们对近年来清华大学物理系量子信息研究的主要进展情况作一介绍,包括量子搜索算法研究,核磁共振量子计算的实验研究,量子通讯的理论与实验研究.在量子搜索算法研究方面,我们提出了量子搜索算法的相位匹配,纠正了当时的一种错误观点,并且提出了一种成功率为100%的量子搜索算法,改进了Grover算法;在核磁共振量子计算实验方面,我们实现了2到7个量子比特的多种量子算法的实验演示;在量子通讯方面,我们提出了分布式传输的量子通讯的思想,应用于量子密钥分配、量子秘密共享、量子直接安全通讯等方面,构造了多个量子通讯的理论方案.在实验室,我们实现了2米距离的空间量子密码通讯的演示实验.     

神奇的量子计算机

简要地介绍了量子计算机的原理和优点,还介绍了量子计算机的一些基本概念,有量子叠加,量子纠缠,量子位、量子逻辑门和量子并行计算。     

基于光场量子态的连续变量量子信息处理

连续变量量子信息是量子信息科学研究的一个重要内容。基于光学模的连续变量量子信息处理,以光场量子态为量子资源,结合各种量子操控手段,完成信息的传输和处理。本文简要介绍用于连续变量量子信息处理的光量子态的概念、制备方法和操控手段,以及连续变量量子通信、量子计算和量子纠错方面的研究进展和发展趋势。     

量子信息科学在中国科学技术大学的兴起和发展

文章介绍了中国科学技术大学的量子信息科学研究是如何兴起和发展的;着重介绍了在量子信息的基础理论、量子密码、量子纠缠、量子隐形传态、量子处理器和量子信息的应用等方面所取得的研究成果.     

一类弯曲量子线的量子束缚态

对电子在弯曲量子线中的弹道输运性质进行了理论研究.弯曲量子线由T型量子线和单曲量子线组成.该有限长的量子结构分别与两半无限长的量子通道相连,当施加一偏压时,量子通道分别可作为电子的发射极和收集极.计算结果表明,当入射电子的能量小于量子结构横向上的第一个本征模时,电导存在两个峰.进一步指出,这些峰来自于电子共振隧穿量子结构中的量子束缚态.并详尽地讨论了这些量子束缚态的性质. 关键词： 量子束缚态 共振隧穿 电导 量子线     

基于光场量子态的连续变量量子信息处

连续变量量子信息是量子信息科学研究的一个重要内容。基于光学模的连续变量量子信息 处理,以光场量子态为量子资源,结合各种量子操控手段,完成信息的传输和处理。本文简要介 绍用于连续变量量子信息处理的光量子态的概念、制备方法和操控手段,以及连续变量量子通 信、量子计算和量子纠错方面的研究进展和发展趋势。     

量子信道容量的数值计算方法

无论在经典信息论中,还是在量子信息论中,信道容量的确都是一个重要的问题.根据量子信息辅助资源的选择,传输协议的选择,及信号携带的是经典信息还是量子信息,一个量子信道上面可以定义多种容量.比如量子信道量子容量、量子信道经典容量、纠缠辅助的量子信道容量和经典辅助量子容量.其中量子信道的经典容量和纠缠辅助的量子信道容量的计算公式已经给出.但是,利用这些公式并不能容量地算出信道容量,这就要用到数值计算的方法.     

基于量子隐形传态的量子保密通信方案

量子保密通信包括量子密钥分发、量子安全直接通信和量子秘密共享等主要形式.在量子密钥分发和秘密共享中,传输的是随机数而不是信息,要再经过一次经典通信才能完成信息的传输.在量子信道直接传输信息的量子通信形式是量子安全直接通信.基于量子隐形传态的量子通信(简称量子隐形传态通信)是否属于量子安全直接通信尚需解释.构造了一个量子隐形传态通信方案,给出了具体的操作步骤.与一般的量子隐形传态不同,量子隐形传态通信所传输的量子态是计算基矢态,大大简化了贝尔基测量和单粒子操作.分析结果表明,量子隐形传态通信等价于包含了全用型量子密钥分发和经典通信的复合过程,不是量子安全直接通信,其传输受到中间介质和距离的影响,所以不比量子密钥分发更有优势.将该方案与量子密钥分发、量子安全直接通信和经典一次性便笺密码方案进行对比,通过几个通信参数的比较给出各个方案的特点,还特别讨论了各方案在空间量子通信方面的特点.     

IONIZATION OF THE HYDROGEN NEGATIVE ION IN A UNIFORM ELECTRIC FIELD

The ionized Lifetime of the hydrogen negativeion in a uniform electric field is again calculated by using improved perturbation theory.The choice of the H^--ion wave function and the normalization of wave function of continuous state are discussed. The numerical calculations by using Rotenberg-Stein wave function with five parameters are performed. Comparison of our results with experimental results obtained by G. M. Stinson et al. is given.     

均匀磁场中的二维氢原子

研究了二维氢原子在均匀磁场中的结构问题，随着磁场增强，能级出现分裂交叉和聚束的现象。     

IONIZATION OF THE HYDROGEN NEGATIVE ION MOVING IN A UNIFORM MAGNETIC FIELD

The ionization of the travelling hydrogen negative ion with high velocity in a uniform magnetic field is discussed by using perturbation theory in the first approximation. The choice of the H -ion wave function is illustrated with emphasis. And it is shown that various wave functions of the H-ion affect calculation results. The theoretical cal-culation by using Rotenberg-Stein wave function with five parameters is consistent with the experimental results ob-tained by G. M. STINSON et a1. in 1969.     

均匀磁场中带电粒子的非定态波函数

取圆心坐标算符和初始机械动量算符为力学量完全集，给出均匀磁场中带电粒子的非定态波函数．     

用两种不同的方法分析带电粒子在均匀电磁场中的运动

通过求解微分方程和用运动叠加原理两种不同的方法分析了带电粒子在均匀电磁场中的运动规律．     

均匀磁场中带电粒子运动的双波描述

用双波量子理论描述带电粒子在均匀磁场中的运动,得到对单个粒子运动状况的完全描述。在任何时刻都能说出任一力学量的确切数值。通常量子力学中的概率性和平均值公式来源于双波描述对某类系综的平均结果。量子力学中的规范变换特性也能由系综平均看出。 关键词：     

A DRIFT CHAMBER WITH UNIFORM ELECTRIC FIELD AND MEASUREMENTS OF THE ELECTRON DRIFT VELOCITY

The measurements of the electron drift velocity as a function of the electric field have been made in a small drift chamber with uniform electric field for Ar/CH₄, Ar/i-C₄H₁₀, Ar/CO₂ and SQS gas mixtures. The values of the electric field range from obout 0.3 to 2.5kV/cm. The results of the measurements are discussed.     

均匀磁场中转动的导体上电荷的分布

指出了在均匀磁场中运动的轴对称导体上分布的电荷所产生的附加磁场是很弱的，在忽略附加磁场时导体内的电荷是均匀分布的，并求出导体球上电荷分布。     

电偶极子在均匀电场中的运动特征研究

电偶极子在均匀电场中受到力矩的作用而发生转动,但由于惯性的存在,电偶极子不会立即静止在平衡位置,而是会在平衡位置附近振动.本文从动力学和能量特征两个方面证实,初始角度较小的情况下,电偶极子做筒谐振动.     

匀强磁场对刚性载流线圈磁力矩公式的一般推导

利用矢量代数和矢量场论的有关结果严谨地推证了匀强磁场中载流线圈所受合磁力矩表达式。