农林专业量子力学知识的教学尝试

讨论了在农林专业如何进行量子力学教学的问题,认为用理论背后的故事来激发学生求知欲望,感染教育学生;使用类比方法提高学生思维能力;在教学中强调量子力学与经典力学的比较,让学生弄清量子力学研究的内容.     

工科专业的量子力学教学方法探索

主要从量子力学发展史,量子力学概念,多媒体技术运用,以及针对工科专业的实际应用4个方面,对工科专业的量子力学教学方法进行了探索,激发学生学习量子力学的兴趣,提高教学质量.     

爱因斯坦对量子理论发展的重要影响

结合20世纪量子力学发展的特殊历史背景,从早期的量子论到现行量子力学理论体系的形成和完善过程出发,讨论了爱因斯坦在量子力学方面的重要工作,指出他在量子理论发展的不同时期都发挥了重要作用,对量子力学理论的研究产生了重要而又深远的影响,极大地促进了量子力学的发展.     

谈谈测不准关系

 自1927年海森伯首先提出测不准关系,经历了大半个世纪,对它的解释一直有争论。近30年来才逐渐取得一致,使之成为量子力学的重要内容。量子力学是现代物理学的理论支柱之一,被广泛地应用于化学、生物学、电子学及高新技术等许多领域。在大学物理中讲授测不准关系等量子力学初步知识,对帮助学生认识和分析微观粒子运动规律是很有必要的。     

《量子力学原理》自序

记得在给 82级本科生讲量子力学时 ,有位学生问我 :“老师 ,你为什么不照着书讲 ?”这真是个很好的问题 ,因为它反映了对于量子力学的讲授和理解的现状 .大学物理系的学生恐怕都知道这样一句话 :学会了用量子力学解题 ,不一定就学懂了量子力学 .而在老师当中则流传着另一句话 :你教你的量子力学 ,我教我的量子力学 ,每个人都可以有他自己的量子力学 .当然这句话说得有点过头 ,不过在实际上关于量子力学讲法的版本也确实太多 ,而许多对量子力学原理理解上的争论在最后也都是不了了之 .到图书馆里去看看理论物理的教材和参考书 ,无论是国外还…     

定性量子力学教学研究

对非物理专业学生进行了定性量子力学的教学尝试．课程以量子力学公设为核心，避开相关的数学，以强调基本概念和物理图像为重点．以教案的形式介绍16学时量子力学课程中光的波粒二象性和电子的波粒二象性的具体教学过程．教学结果表明，学生能够对量子力学概念获得较好的理解．     

势垒贯穿的传输矩阵计算方法

对于微观体系的描述需要用量子力学知识,其中量子隧道贯穿是量子力学教学与研究中的一个比较重要的现象。本文介绍一种可以计算任意势垒下穿透几率的方法传输矩阵法,并且基于描述重离子熔合反应的Bass势垒,探讨了量子隧道效应以及共振现象,同时与传统的WKB方法及熔合耦合道方法进行了比较。这些研究对于弄清极端垒下重离子熔合机制、重核的α-衰变及原子核裂变具有非常重要的参考价值,而且对于提高《量子力学》教学质量、培养学生学习兴趣与科研能力也很有帮助。     

量子力学虚拟实验的MATLAB演示

量子力学是一门较抽象的科学.为了更直观、形象地展示量子力学中的一些物理原理和实验现象,本文利用MAT-LAB软件搭建了一个量子力学的虚拟演示平台,可以生动地演示电子双缝衍射、量子隧穿效应、氢原子电子云和斯塔克效应等现象.通过相关物理参数的输入以及物理现象的演示,可以使学生在量子力学的学习中获得更直观的教学感受.     

在Internet上构建《量子力学与原子物理学》网络课程的Web站点的创作与设计

 《量子力学与原子物理学》不仅一直是武汉大学的一门优秀课程,而且也是武汉大学面向21世纪《教学内容与课程体系改革》项目的一个成果。它将原来物理系本科生的普通物理课程《原子物理学》与理论物理课程《量子力学》打通合并为一门课程《量子力学与原子物理学》,使得原来的54+90学时缩减为现在的108学时,不仅减轻了学生的负担,而且还有机地结合了两门课的各自特点:从原子物理的实验事实出发建立量子力学的系统理论,再用量子力学的基本理论解释原子物理的试验现象。这不仅极大地提高了教学质量,而且使学生对该课程易学、易懂、易会、易用。     

一念非凡之薛定谔量子力学是本征值问题

正量子力学是二十世纪物理学的两大支柱之一。如果论起对人类社会的影响,量子力学比另一支柱——相对论——要大得多。有了量子力学,我们理解了原子的光谱,它的影响之一是让我们能将整个可观测宇宙纳入我们的研究范围;我们理解了固体的导电性,它的影响之一是让我们有了半导体的概念从而使得人类进入了信息时代。对于今天的物理系学生来说,掌握量子力学知识是起码的要求1)。量子力学的基本     

量子计算与量子模拟

量子计算和量子模拟在过去的几年里发展迅速,今后涉及多量子比特的量子计算和量子模拟将是一个发展的重点.本文回顾了该领域的主要进展,包括量子多体模拟、量子计算、量子计算模拟器、量子计算云平台、量子软件等内容,其中量子多体模拟又涵盖量子多体动力学、时间晶体及多体局域化、量子统计和量子化学等的模拟.这些研究方向的回顾是基于对现阶段量子计算和量子模拟研究特点的考虑,即量子比特数处于中等规模而量子操控精度还不具有大规模逻辑门实现的能力,研究处于基础科研和实用化的过渡阶段,因此综述的内容主要还是希望管窥今后的发展.     

量子信息与计算

量子信息与计算是物理学目前研究的热门领域 .本文简要地介绍量子计算的一些基本概念 :量子纠缠、量子位、量子寄存器、量子并行计算和量子纠错 .并介绍两种典型的量子信息技术 :量子密码和量子传物 .     

量子无线广域网构建与路由策略

提出了一种基于多阶量子隐形传态的量子路由方案, 在量子移动终端之间没有共享纠缠对的情况下, 仍然可以完成量子态的无线传输. 该量子路由方案可以用来构建量子无线广域网, 其传输时延与所经过的链路距离和基站数目无关, 传输一个量子态所需的时间与采用量子隐形传态所需的时间相同. 因此, 从数据传输速率的观点来看, 该方案优于基于纠缠交换的量子路由方案. 关键词： 量子通信 多阶量子隐形传态 量子路由 量子无线广域网     

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。     

A Spatial Domain Quantum Watermarking Scheme

This paper presents a spatial domain quantum watermarking scheme. For a quantum watermarking scheme, a feasible quantum circuit is a key to achieve it. This paper gives a feasible quantum circuit for the presented scheme. In order to give the quantum circuit, a new quantum multi-control rotation gate, which can be achieved with quantum basic gates, is designed. With this quantum circuit, our scheme can arbitrarily control the embedding position of watermark images on carrier images with the aid of auxiliary qubits. Besides reversely acting the given quantum circuit, the paper gives another watermark extracting algorithm based on quantum measurements. Moreover, this paper also gives a new quantum image scrambling method and its quantum circuit. Differ from other quantum watermarking schemes, all given quantum circuits can be implemented with basic quantum gates. Moreover, the scheme is a spatial domain watermarking scheme, and is not based on any transform algorithm on quantum images. Meanwhile, it can make sure the watermark be secure even though the watermark has been found. With the given quantum circuit, this paper implements simulation experiments for the presented scheme. The experimental result shows that the scheme does well in the visual quality and the embedding capacity.     

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.     

Chaos and quantum Fisher information in the quantum kicked top

Quantum Fisher information is related to the problem of parameter estimation.Recently,a criterion has been proposed for entanglement in multipartite systems based on quantum Fisher information.This paper studies the behaviours of quantum Fisher information in the quantum kicked top model,whose classical correspondence can be chaotic.It finds that,first,detected by quantum Fisher information,the quantum kicked top is entangled whether the system is in chaotic or in regular case.Secondly,the quantum Fisher information is larger in chaotic case than that in regular case,which means,the system is more sensitive in the chaotic case.     

一类基于级联结构的量子好码

借助经典级联码的思想，详细阐述了通过适当选择量子码作为外码和内码，构造一般意义量子级联码的过程.在此基础上，通过选择量子RS码作为外码，一组特殊结构的量子码作为内码，具体构造出了一类量子级联码，证明了其是量子好码.在量子纠错码领域中，这是首次利用经典坏码构造出量子好码.     

Quantum Network Coding on Networks with Arbitrarily Distributed Hidden Channels

Although perfect quantum network coding has been proved to be achievable,it is still puzzling whether it is feasible whenever one or more of the channels are replaced by the hidden ones emerging from quantum entanglement.The question is answered in this paper.First,we propose a quantum network coding protocol over a butterfly network with two hidden channels.Second,we investigate a more general situation,where d-level quantum letters are transmitted through the network containing arbitrarily distributed hidden channels,and prove that quantum network coding on such networks is still achievable.     

Quantum machines

We discuss quantum information processing machines. We start with single purpose machines that either redistribute quantum information or identify quantum states. We then move on to machines that can perform a number of functions, with the function they perform being determined by a program, which is itself a quantum state. Examples of both deterministic and probabilistic programmable machines are given, and we conclude with a discussion of the utility of quantum programs.