量子混沌系统中的自旋压缩性质

量子信息是21世纪的一门新兴交叉学科,现已经成为世界关注的热门研究领域.近年来,量子计算机的研究正成为大家十分感兴趣的课题.在寻找量子计算的实现方案过程中,量子混沌引起了研究人员的极大关注,因为在量子计算机执行一些量子运算法则的过程中可能产生量子混沌,并可能破坏量子计算机的运算操作条件.近期有关量子纠缠与量子混沌之间的关系已经有所报道,而自旋压缩作为另外一种典型的纯量子效应,是否也与量子混沌之间存在一定关系呢?讨论了量子混沌研究中一个非常典型的QKT模型,研究了量子混沌系统中自旋压缩的性质.通过数值模拟计算,给出了两种不同定义的自旋压缩系数与混沌系数κ之间的变化关系,结果发现在经典相空间中,如果在规则区域占优势的情况下,当初始自旋相干态波包位于椭圆形中心时,随着时间的演化,系统压缩行为表现得非常强;而对于经典相空间中混沌区域占优势的情况下,初始自旋相干态波包同样位于椭圆形中心,则系统的压缩行为表现得非常弱,说明自旋压缩对相应的经典混沌非常敏感.通过比较还发现,采用Wineland等定义的自旋压缩系数比采用Kitagawa和Ueda等定义的自旋压缩系数对经典混沌更敏感一些,从而得出用自旋压缩可以刻画量子混沌的结论.     

量子理论的发展过程与浅评

量子理论,亦称量子物理学,是20世纪与相对论并肩崛起的又一场物理科学的重大变革,是探索微观粒子运动规律的物理学新理论。到目前为止,它的发展过程历经了旧量子论,量子力学,量子电动力学,量子味动力学和量子色动力学五个阶段。这里作简要介绍如下。     

质朴无华、境界臻纯--评孙洪洲、韩其智《李代数、李超代数及在物理学中的应用》

对称性的概念在近代物理学，特别是量子物理学的发展中是至关重要的．著名物理学家杨振宁在《量子化、对称和相因子》一文中指出，“如果我们把20世纪物理学发展当作一个交响乐，就会发现有几个重要的现象连续不断地出现，与这些现象交织在一起的一些基本观念，构成了20世纪物理学发展的     

要重视物理学对认识世界的重要作用

物理学在20世纪创造了辉煌，已为举世公认．然而，人们主要是从物理学在改造世界中的巨大作用来认识和评价物理学的，因为20世纪人类社会生产方式和生活方式的巨大变化大都能够归因于物理学的进步，所以人们把20世纪称为“物理学的世纪”．毫无疑问，继续大力宣传介绍物理学在改造世界中的成就仍然是科学教育的长期的任务．但是，比较而言，物理学对认识世界的重要作用没有引起足够的注意，宣传介绍得更不够．特别是，在知识经济初露端倪的时代，     

量子相变和量子临界现象

本文综述凝聚态物理学中的量子相变和量子临界现象,首先考察了相变中存在量子效应的可能性,通过横磁场Ising模型介绍了量子相变的基本特征;接下来对照热临界现象,引入了量子标度和量子重正化的基本概念和操作方式;然后利用量子临界现象的方案,分析了密度驱动、无序驱动和关联驱动的金属-绝缘体相变;继续利用量子临界性的概念探讨如重电子化合物、铜氧化物和巡游铁磁体这类复杂的相互作用多粒子系统;最后选择量子点、碳纳米管和单层石墨为例,介绍了量子临界性在低维和纳米系统研究中的作用.     

量子细胞神经网络的超混沌特性研究

研究了由量子点细胞自动机构成的量子细胞神经网络的非线性动力学特性.以量子点细胞的极化率和量子相位作为状态变量，对3个细胞耦合的量子细胞神经网络进行了理论分析和计 算机仿真研究.结果表明，该网络系统呈现复杂的混沌动力学行为，混沌振荡产生非常容易. 由数值计算得到的两个最大正Lyapunov指数证实了该系统具有超混沌特性. 关键词： 量子点细胞自动机 极化率 量子细胞神经网络 超混沌     

迈向21世纪的磁学和磁性材料

在回顾２０世纪中磁学随物理学一起获得重大发展的基础上，指出在２１世纪磁学将在与生命科学的交叉中获得新的发展，例如研究生物体中的磁现象，研究磁场对生物体的影响，磁学手估，在生命科学研究中的应用等。文章同时还介绍了磁学在２１世纪可能获得的其他进展，如量子磁存储器，各种分子磁材料以腑氏维磁性功能材料等。     

从混沌现象看物理与经济关系

本文描述了混沌现象和混沌系统，通过三个模型的建立，分析了混沌现象和经济关系，阐述了物理学的新延拓——经济物理学建立的重要性，以及经济物理学动作的方式、方法．     

玻色-爱因斯坦凝聚系统的量子Fisher信息与混沌

量子Fisher信息作为经典Fisher信息的自然推广,与量子信息中的纠缠判断具有密切联系.在表现为典型量子混沌特征的受击两分量玻色-爱因斯坦凝聚系统中,研究了与经典相空间对应的纠缠和量子Fisher信息动力学性质. 结果表明,初次撞击后的系统量子态是纠缠的,与初态所处相空间中的混乱程度无关.而量子Fisher信息的动力学演化对系统初态非常敏感,当初态处于混沌区域时,量子Fisher信息值比初态处于规则区域时大.利用这种较好的量子-经典对应关系,得到量子Fisher信息可以刻画量子混沌的结论. 关键词： 量子Fisher信息 玻色-爱因斯坦凝聚 量子混沌 量子-经典对应     

基于量子粒子群算法的混沌系统参数辨识

针对混沌系统参数辨识问题, 在基本群智能算法粒子群优化算法的基础上, 提出量子粒子群算法, 测试函数证明了算法具有良好的全局优化能力. 进而将其应用于混沌系统参数辨识问题, 将参数辨识问题转化为多维函数空间上的优化问题. 通过对平衡板热对流典型混沌系统Lorenz系统进行研究, 并与基本算法和遗传算法比较. 仿真实验证明, 算法的有效性, 对混沌理论的发展有着非常重要的意义. 关键词： 量子粒子群算法 混沌系统 系统辨识     

理论物理研究与光纤通信新概念探索

文章从光纤通信的基本概念出发，介绍了新一代光纤通信系统———光孤子通信系统研究中与物理学有密切关系的一些方面，并结合作者近年来的探索性工作，较深入地讨论了这一首例非线性通信系统的关键问题，提出了孤子信道的ＲＬＬ（ｒｕｎｌｅｎｇｔｈｌｉｍｉｔｅｄ）编码和孤子－混沌通信的概念，并重点介绍了光孤子－呼吸子通信的基本思想和主要结果．     

爱因斯坦的科学人文观

爱因斯坦是20世纪伟大的物理学家、思想家和哲学家.他在自然科学特别是物理学方面做出了前无古人、举世无双的巨大贡献,他的量子理论以及相对论开辟了微观物理和宇观物理研究的新纪元,引领着现代科学研究和自然探索的方向.为此,联合国通过大会决议将2005年定为国际物理年,以纪念爱因斯坦在物理学方面为人类做出的贡献,并借此为物理学吸引人才,以及唤起社会对物理学的关注.除此之外,爱因斯坦在人类的和平事业上也做出了不朽的贡献.     

周期驱动的Harper模型的量子计算鲁棒性与量子混沌

以周期驱动的量子Harper(quantum kicked Harper, QKH)模型为例，研究复杂量子动力系统的量子计算在各种干扰下的稳定性.通过对Floquet算子本征态的统计遍历性及其Husimi函数的分析，比较随机噪声干扰和静态干扰对量子计算不同程度的影响.进一步的保真度摄动分析表明，在随机噪声干扰下保真度随系统演化呈指数衰减，而静态干扰下的保真度为高斯衰减，并通过数值计算得到了干扰下的可信计算时间尺度.与经典混沌仿真中误差使状态产生指数分离不同，量子计算对状态干扰的稳定性和仿真模型的动力学特性无关. 关键词： 量子Harper模型 量子计算 量子混沌 保真度     

高速多量子阱激光器混沌保密通信系统研究

研究了外部光注入高速多量子阱激光器激光混沌全光保密通信系统,导出系统同步方程,理论证明并数值实现了系统的同步,分析了增加反馈系数以缩短同步时间且增强系统同步稳定性的方法。研究分析了多量子阱激光器混沌隐藏和混沌键控保密通信全光调制解调系统模型,数值模拟了具有正弦调制信号的调制频率0．2GHz混沌模拟保密通信和数字信号调制速率20Gb／s的混沌数字保密通信以及调制速率0．05Gb／s混沌键控保密通信的应用,系统确实具有较高的保密性能和反破译能力;分析了混沌数字信号保密通信调制带宽20Gb／s调制解调时的同步误差以及混沌键控调制速率,系统都具有非常好的调制解调特性,且在高速混沌通信中,系统解调具有相对较小的同步误差,而1Gb／s是混沌键控通信的速率上限。     

单核子在具有八极形变的平均势场中的混沌运动(I)相干态在势场中传播的理论表示

单核子在具有八极以上形变的平均势场中发现有混沌运动．通过研究系统非定态波函数的时间演化特征,而使研究量子混沌与研究经典混沌的思路更趋一致,特别是能体现量子状态对初始条件的敏感性。给出了当初态选为二维不对称谐振子动力学对称条件下的、满足坐标动量最小测不准关系的相干态时,八极形变耦合作用下量子状态正则变量的期望值及测不准度随时间演化的理论表示．     

单核子在具有八极形变的平均势场中的混沌运动(I)相干态在势场中传播的理论表示

单核子在具有八极以上形变的平均势场中发现有混沌运动.通过研究系统非定态波函数的时间演化特征,而使研究量子混沌与研究经典混沌的思路更趋一致,特别是能体现量子状态对初始条件的敏感性.给出了当初态选为二维不对称谐振子动力学对称条件下的、满足坐标动量最小测不准关系的相干态时,八极形变耦合作用下量子状态正则变量的期望值及测不准度随时间演化的理论表示.     

束流物理学的量子方法初探

 量子束流物理学是近年来发展起来的处理束流传输的全新方法，它是经典束流物理学的有益补充。介绍了量子束流物理学的热波模型和基于狄拉克方程的相对论电子束磁透镜量子理论，并与经典束流物理学方法进行了比较。     

面向新世纪的冲击波物理学——第12届凝聚介质冲击压缩国际会议简介

 对第12届凝聚介质冲击压缩国际会议（SCCM-2001）进行了简介和综合分析，介绍了凝聚介质冲击压缩近年来的新进展，回顾了20世纪动高压或应力下凝聚介质物理学和力学的基本范式和取得的成就，展望了冲击波物理学在21世纪所面临的挑战和机遇。     

量子阱激光器混沌相位控制同步以及编码研究

提出外部光注入多量子阱激光器激光混沌相位控制同步，及其混沌相位相移键控外调制ON/ON全光保密通信系统，数值模拟了在相位控制器控制下的激光混沌同步.通过连续ON/ON键控调制相位控制器调制通过相位控制器的激光相位相移，实现激光混沌相位相移键控连续调制，设置接收系统相位控制器，控制通过接收相位控制器的激光相位相移，以实现激光混沌解调.分别数值模拟了该系统调制速率01和05Gbit/s混沌相位相移ON/ON键控通信，进行了混沌ON/ON键控调制速率分析，以及系统参数失配和系统抗噪声扰动的数值分析. 关键词： 混沌 同步 通信 多量子阱激光器     

对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚系统在周期驱动下的动力学相变及其量子纠缠熵表示

研究了在对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系粒子间相互作用项上外加周期调制而引起的系统动力学相变，特别地研究了该系统通向混沌的相变过程.发现在一定驱动参数下，当外加调制频率与系统固有频率达到共振时，相平面会出现不稳定性现象，即混沌.在混沌区域，粒子在各量子态随机分布，平均布居数差在零附近波动.特别地，研究表明，混沌现象的出现可以用量子纠缠熵来表征，混沌现象出现时，两种平均纠缠熵都趋于它们的最大值.