从狄拉克表象到量子层析教学研究

介绍利用表象变换理论及有序算符内的积分技术(IWOP)构造的高斯积分理论,提出表象理论的新应用,即通过表象变换提出如何从狄拉克表象引入量子层析概念的方法和捷径.     

正规排列和反正规排列相互展开的计算

文章给出了产生算符和湮灭算例的正规排列与反正规排列相互展开的二个计算公式为（^a)^n(^a^ )^m=p/∑／k=0m!n!/(m-k)!(n-k)!k!(^a^ )^m-k(^a)^n-k和（^a^ )^n(^a)^m)=p/∑k=0(-1)^km!n!/(m-k)!(n-k)!k!(^a)^m-k(^a^ )^n-k，式中求和的上项p取m和n中较小的一个正整数。并用数学归纳法进行了证明，本文给出的这二次公式可广泛应用于各类激发态光场量子统计性质的研究。     

量子Turbo乘积码

量子通信是经典通信和量子力学相结合的一门新兴交叉学科.量子纠错编码是实现量子通信的关键技术之一.构造量子纠错编码的主要方法是借鉴经典纠错编码技术,许多经典的编码技术在量子领域中都可以找到其对应的编码方法.针对经典纠错码中最好码之一的Turbo乘积码,提出一种以新构造的CSS型量子卷积码为稳定子码的量子Turbo乘积码.首先,运用群的理论及稳定子码的基本原理构造出新的CSS型量子卷积码稳定子码生成元,并描述了其编码网络.接着,利用量子置换SWAP门定义推导出量子Turbo乘积码的交织编码矩阵.最后,推导出量子Turbo乘积码的译码迹距离与经典Turbo乘积码的译码距离的对应关系,并提出量子Turbo乘积码的编译码实现方案.这种编译码方法具有高度结构化,设计思路简单,网络易于实施的特点. 关键词： CSS码 量子卷积码 量子Turbo乘积码 量子纠错编码     

真空投影算符的三种基本排序形式及应用

本文系统简洁地给出量子真空投影算符的三种基本排序形式,分别是正规排序、反正规排序和Weyl排序.由它们可以导出许多新的算符公式,在计算各种物理量时起到关键的作用.     

多模玻色二次多项式型系统的特性函数和准概率分布函数

运用多模玻色系统广义线性量子变换的普遍理论，对多模玻色二次多项式型系统进行了研究.给出了多模玻色二次多项式型系统的正规、反正规、Wigner特性函数、P表示和Q表示.举例讨论了该系统的压缩性质. 关键词： 多模玻色二次多项式型系统 特性函数 准概率分布函数     

EPR型连续变量纠缠态的正规乘积方法求解

提出了一种求解EPR型连续变量纠缠态在Fock表象中的具体形式的方法.该方法利用量子场论中的正规乘积的性质,通过对正规乘积形式的玻色子算符函数的运算,导出了Fock表象中两粒子EPR型连续变量纠缠态(即两粒子算符X1-X2和P1 P2的共同本征态)的具体形式.该方法可以进一步推广至多粒子EPR型纠缠态相应具体形式的求解.因而,这是一种求解此类纠缠态在Fock表象中具体形式的普遍技术.     

量子理论若干基本问题研究的新进展

本结合最后的典型量子物理实验,如用冷原子Bragg散射实现的“which-way”实验,量子退相干过程的微腔QED检验和C60分子的量子干涉等,比较系统地介绍了量子理论基本问题若干研究的新进展,特别强调了处于其核心的量子测量问题及其相关的基本概念和基本思想,如EPR佯谬和Bell不等式,量子退相干和量子纠缠,从理论和实验结合的角度本阐述了被测系统和测量仪器的相互作用怎样导致量子测量的一般动力学过程,由此还讨论了外部环境和内部运动怎样诱导量子退相干和量子耗散,对“薛定谔猫佯谬”和“宏观物体空间局域化描述”给出了可能的物理解释,最后,通过具体例子,本简单地讨论了量子物理基本问题的研究结果对量子信息的应用。     

含时谐振子的演化算符和波函数

由广义线性量子变换理论,得到了含时谐振子正规乘积形式的演化算符和波函数的严格表达式. 关键词：     

实现一般测量所需辅佐空间的最少维数

量子测量是量子力学和量子信息处理中的一个非常基本的问题，量子态的制备和很多量子信息处理都需要量子测量来完成，量子测量的一般形式是所谓的POVM（positive-operator-valued measurement）。为了实现一个作用在某Hilbert空间的POVM，通常需要一个辅佐空间，即要把原来的Hilbert空间展开成更大的空间。原则上应该有二种方式的空间展开——张量乘积展开和直和展开。但人们通常只提到张量乘积展开而忽略直和展开。从实验的角度，如果实现某POVM所需的辅佐空间越小，则POVM更容易实现，因为一般而言准备或操作一个低维系统比高维系统更容易。我们分别计算了用二种展开实现同一个POVM所需的最小辅佐空间，发现直和展开比张量乘积展开所需的辅佐空间更小。我们还给出了用直和展开实现POVM的具体方式。     

量子通信

量子通信是经典通信和量子力学相结合的一门新兴交叉学科。文章综述了量子通信领域的研究进展，既包括人们所熟知的量子隐形传态、密集编码和量子密码学，也包括刚刚兴起但却有巨大潜力的量子通信复杂度和远程量子通信等领域。文章介绍了量子通信的基本理论框架，同时也涉及了这个领域最新的实验研究的进展。     

相干态表象在量子相空间分布函数中的应用

利用相干态表象和IWOP技术导出了自由热态密度矩阵的正规乘积形式,进而根据相干态表象下的Wigner函数定义重构了自由热态和热相干态的Wigner函数.结果表明利用相干态表象下的Wigner函数定义和算符的正规乘积形式可以方便简捷重构一些量子态的Wigner函数.     

The Associative Algebras of Conformal Field Theory

Modulo the ideal generated by the derivative fields, the normal ordered product of holomorphic fields in two-dimensional conformal field theory yields a commutative and associative algebra. The zero mode algebra can be regarded as a deformation of the latter. Alternatively, it can be described as an associative quotient of the algebra given by a modified normal ordered product. We clarify the relation of these structures to Zhu's product and Zhu's algebra of the mathematical literature.     

从二维正态分布密度函数的角度研究量子力学基本表象

利用二维正态分布密度函数和有序算符内的积分技术,简捷地得到了坐标本征态、动量本征态、坐标-动量中介表象和相干态在Fock表象中的表达式.     

求坐标表象中压缩算符显式的3种方法

分别用提取变量积分法、正规乘积内的积分技术及投影算符转换法,得到了坐标表象中压缩算符的显式.     

Analytic Calculation of Arbitrary Matrix Elements for Boson Exponential Quadratic Operators

By means of the transformation relation between the ordinary form of boson exponential quadratic operators (BEQO) and its anti-normal product form, we present an effective method to conveniently calculate arbitrary matrix elements of BEQO. By this method, many important matrix elements can be calculated analytically. As a direct application, we obtain the exact solutions of the density matrix and partition function for general boson quadratic Hamiltonian without any information about the energy level.     

New decomposition of the Fresnel operator corresponding to the optical transformation in AB CD-systems

By virtue of the coherent state representation of the newly introduced Fresnel operator and its group product property we obtain new decomposition of the Fresnel operator as the product of the quadratic phase operator, the squeezing operator, and the fractional Fourier transformation operator, which in turn sheds light on the matrix optics design of ABCD-systems The new decomposition for the two-mode Fresnel operator is also obtained by the use of entangled state representation.     

Normal Ordering Solution to Quantum Dissipation and Its Induced Decoherence

We implement the normal ordering technique to study the quantum dissipation of a single mode harmonic oscillator system. The dynamic evolution of the system is investigated for a reasonable initial state by solving the Schrödinger equation directly through the normal ordering technique. The decoherence process of the system for the cases T=0 K and T≠0 K is investigated as an application.     

An efficient two-step quantum key distribution protocol with orthogonal product states

An efficient two-step quantum key distribution (QKD) protocol with orthogonal product states in the n\otimes n(n\geq3)Hilbert space is presented. In this protocol, the particles in the orthogonal product states form two particle sequences. The sender, Alice, first sends one sequence to the receiver, Bob. After Bob receives the first particle sequence, Alice and Bob check eavesdropping by measuring a fraction of particles randomly chosen. After ensuring the security of the quantum channel, Alice sends the other particle sequence to Bob. By making an orthogonal measurement on the two particle sequences, Bob can obtain the information of the orthogonal product states sent by Alice. This protocol has many distinct features such as great capacity, high efficiency in that it uses all orthogonal product states in distributing the key except those chosen for checking eavesdroppers.