具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的XY模型的量子相干性

研究了具有Dzyaloshinskii-Moriya(DM)相互作用的一维横场XY自旋链的量子相变和量子相干性.采用约旦-维格纳变换严格求解了哈密顿量,并描绘了体系的关联函数和相图,相图包含反铁磁相、顺磁相和螺旋相.利用相对熵和Jensen-Shannon熵讨论了XY模型的量子相干性.研究发现,相对熵与Jensen-Shannon熵所表现的行为都可以很好地表征该模型的量子相变.非螺旋相中量子相干性不依赖DM相互作用,而在螺旋相DM相互作用对量子相干性有显著影响.此外,指出了在带有DM相互作用的这一类反射对称破缺体系中关联函数计算的常见问题.     

一维扩展t-J模型中密度-自旋相互作用诱导的相分离

t-J模型是研究高温超导电性的重要理论模型之一. 最近的冷分子实验表明可用极性分子模拟t-J模型. 实验模拟的t-J模型除了引进长程的偶极相互作用外, 还引进了密度-自旋相互作用. 本文使用密度矩阵重整化群方法研究了密度-自旋相互作用对一维t-J 模型基态性质的影响. 选取了t-J模型基态相图中不同相区的三个点, 计算了不同密度-自旋相互作用强度下的粒子数和自旋的实空间分布,以及密度-密度关联函数和自旋-自旋关联函数与相应的结构因子. 计算结果表明, 密度-自旋相互作用强度较弱时, 对系统的性质不会产生定性影响;当其强度足够大时, 系统会进入相分离, 该相分离与传统t-J模型的相分离有很大区别.     

利用Raman磁共振研究四极核对AX体系弛豫行为的影响

本文利用一维多量子Raman磁共振谱线的线宽测定了氯仿(CHCl₃)中碳氢体系的多量子的弛豫时间,由此得到第二类标量耦合弛豫起主导作用时的碳氢核自旋弛豫的交叉相关系数,氯核与碳和氢核的标量耦合常数,以及它们的相对符号。     

扩展Skyrme力的自洽半经典计算与原子核静态及Isoscalar巨共振性质

从扩展Skyrme力的HF能量密度H(r)出发,利用半经典近似下动能密度泛函τ_q[ρ_n,ρ_p]及自旋-轨道密度泛函J_q[ρ_n,ρ_p],得到了核系统的能量密度泛函H[ρ_n,ρ_p]在给定核子数条件下对此泛函作变分计算使我们确定了核的基态密度分布,由此研究了原子核的静态及isoscalar巨共振性质.所有结果同实验及HF(RPA)计算结果很好一致.     

应用约化密度保真度确定自旋为1的一维量子Blume—Capel模型的基态相图

约化密度保真度（reducedensityfidelity）可以用来描述量子多体系统的量子相变,其是两个约化密度矩阵距离的度量．本文应用MERA（multi—scaleentanglementreorganizationansatz）算法,模拟自旋为1的一维量子Blume-Capel模型,并通过对约化密度保真度的计算,确定出其基态相图．单点和两点约化密度矩阵所包含的至关重要的信息的量是不同的,其会体现在约化密度保真度上．另外,本文还从局域序参量和系统能隙的角度,来探讨量子多体系统的相变．     

可集成量子计算中的非近邻相互作用

我们研究一维自旋1／2链中的非近邻相互作用的影响。和近邻相互作用相比，非近邻的相互作用强度一般会较弱，因而在以前的许多方案中，这种长程的相互作用被忽略了。本文首先估计由被忽略的非近邻相互作用所引起的量子逻辑门的误差。我们得到的结果是，这项误差不仅和非近邻相互作用的强度有关，更依赖于一维自旋链所包含的粒子数，忽略非近邻相互作用有可能会对可集成量子计算造成影响。我们进一步研究如何消除或者压缩这种长程的相互作用所造成的影响。我们提出了一个量子计算方案。在这种方案中，次近邻的相互作用的影响被完全消除，从而我们可以使量子逻辑门的精度得以提高。我们也讨论了这种方案在超导量子计算体系里面的物理实现问题。     

基于非均匀外场的双量子比特自旋XYZ模型的swap门操作

自旋模型在实现量子信息处理中起着很重要的作用.将自旋之间的海森堡相互作用作为最基本量子比特之间的相互作用,将会使量子比特之间产生量子纠缠;同时忽略掉自旋之间相互作用的各向异性可直接用来实现(swap)n量子门,再配以单量子比特旋转门,可构成完备的量子计算基本门.事实上,各向异性相互作用是存在于任何固态材料中的,其对实现量子逻辑门的影响很值得研究.本文讨论了在非均匀外场下XYZ模型的双量子比特swap门的实现问题,给出非均匀外场以及各向异性相互作用导致的swap门操作的误差.     

并五苯分子电荷注入导致自旋极化的密度泛函理论研究

用密度泛函理论研究了不带自旋的空穴注入并五苯后体系的自旋相关特性. 电荷注入后并五苯分子中存在自发自旋极化行为. 当注入电荷量达一定程度,分子磁矩随注入电荷量的增加呈线性增长,最大磁矩可达1 μB. 注入电荷和并五苯分子的相互作用导致分子体系结构发生变化,同时电荷密度分布及自旋密度分布也发生了变化. 注入电荷先填充自旋劈裂的碳原子p_z轨道.     

MX络合物中电荷密度波和自旋密度波对三次谐波产生系数的影响

研究了电子-电子相互作用与电子-声子相互作用的竞争对MX络合物基态及三次谐波产生系数(THG)的影响。根据哈伯德模型,当电子-电子相互作用强度U不超过2t₀(t₀是最近邻的M原子d_z²和x原子Pz轨道间的跳跃能)时,可用Hartree-Fock(HF)近似来研究体系的状态,结果发现随着U的增大,体系会从电荷密度波(CDW)变为自旋密度波(SDW),相交点发生在U～1.2t₀,且是一级相变。在相变点     

具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的一维随机量子XY模型中的纠缠特性

研究了一维随机量子XY自旋链中中心两量子位的纠缠特性,在该系统中引入了自旋间的交换耦合杂质、磁杂质和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用,并且杂质满足高斯分布关系.通过数值计算,求出了自旋的关联函数和平均磁化强度,给出了Concurrence的解析表达式.结果表明:高斯分布和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用对两量子位的纠缠有重要的影响,选择合适的交换耦合、外界磁场和Dzyaloshinskii-Moriya相互作用参数,可以控制和提高中心两量子位的纠缠.     

部分道路关闭引起的交通激波特性研究

本文根据实际交通中经常遇到的交通事故或部分道路施工等情况, 建立了部分道路关闭的交通流模型. 采用平均场理论分析和确定性NS元胞自动机规则分别对模型进行解析和数值模拟, 结果表明, 系统存在三种稳定的物理状态:低密度相、激波相和高密度相, 并找到了系统发生相变的临界密度. 理论分析和数值模拟能很好地符合.     

Deformation of Superoperator's Kraus Representation Derived by Weyl Correspondence and Entangled State Representation

By virtue of the Weyl correspondence and based on the the technique of integration within an ordered product of operators, we show under what condition the superoperator's Kraus representation ρ^ˊ=∑_μ A_μρA_μ^† can be deformed as ρ^ˊ=(1/π)∫d²αB(α)D(α)ρD^†(α), where D(α) is the displacement operator, B(α) is a probability density related to the classical Weyl correspondence of A_μ. An alternate discussion by using the entangled state representation and through a quantum teleportation process is also presented.     

铁基超导体的量子临界行为

铁基超导体呈现丰富的电子相图, 各种有序态相互交叠. 本文主要介绍利用核磁共振手段在空穴型和电子型掺杂的BaFe₂As₂以及LaFeAsO_1-xF_x这三种具有代表性的铁基超导体中探测到的反铁磁序与超导序的微观共存、量子临界点和量子临界行为. 实验发现, 无论在空穴型还是电子型掺杂的铁基超导体中, 反铁磁相变温度都随着掺杂被抑制, 并最终在某个掺杂量降到零温而形成量子临界点. 在反铁磁转变温度之上存在结构相变, 其转变温度也随着掺杂而降低. 核磁共振谱证实结构相变也形成一个量子临界点. 本文介绍核磁共振及输运测量揭示的这两种量子临界点附近存在的量子临界行为, 共存态下奇异的超导性质等.     

Gluonic Origin and Glueball Nature of Pomeron

The Pomeron-nucleon coupling vertex is theoretically derived from the fundamental theory of strong interaction QCD. The empirical vertex βγ^μF1 （t） used commonly in diffractive processes with a coupling strength β = 6.0 GeV^-1 is initially obtained from QCD theoretically. Our study not only reproduces the Pomeron-nucleon coupling from QCD but also clearly shows the gluonlc origin and glueball nature of Pomeron, which is a longstanding puzzle. From this investigation, we claim that Pomeron can be regarded as a Reggeized tensor glueball ζ（2230） with quantum numbers of I^GJ^PC = 0＋2＋＋. Since the tensor glueball ζ（2230） lies on the Pomeron trajectory αp（t = Mζ^2） = 2, the longstanding puzzle that no physical particle lies on the Pomeron trajectory, αp（t） = 1.08 ＋ 0.20 GeV^-2 .t, seems to be solved.     

具有次近邻相互作用的五量子比特XXZ海森伯自旋链的热纠缠

研究具有次近邻相互作用五量子比特XXZ海森伯自旋链在磁场作用下的热纠缠性质,利用数值计算求出最近邻两量子比特和次近邻两量子比特的共生纠缠度(concurrence),分别记为C_(12)和C_(13).研究结果表明,阻挫参数对配对热纠缠具有重要影响,而且阻挫参数的变化对C_(12)和C_(13)的影响也各不相同;温度、磁场、Dzyaloshinkii-Moriya相互作用以及各向异性参数对配对热纠缠有着不同程度的影响;通过选择适当的模型参数,可以有效地调节和提高五量子比特XXZ海森伯自旋链的配对热纠缠.     

Phase Diagram of One-Dimensional Bosons in an Array of Local Nonlinear Potentials at Zero Temperature

The Gaussian wave functional method is applied to a boson system with an array of local nonlinear potentials cos[βφ(nR)] to study the phase diagram of its ground state. The stable ground state is determined by the renormalized mass μ which is a function of the parameter γ=β²/4φ, the strength of potential α and the potential concentration c. In different cases γ<γ₁, γ₁<γ<γ₂ and γ>γ₂, μ can have different multiplicities, the phase diagram in parameter space is thus depicted. The value γ=γ₁ depends on the concentration c, for c→0, it coincides with that of the single impurity model; while γ₂=2 coincides with the conclusion of the continuous model.     

Ground-state phase diagram of the dimerizedspin-1/2 two-leg ladder

Dimerized spin-1/2 ladders exhibit a variety of phase structures, which depend on the intra-chain and inter-chain spin exchange energies as well as on the dimerization pattern of the ladder. Using the density matrix renormalization group (DMRG) algorithm, we study critical properties of the bond-alternating two-leg Heisenberg spin ladder with diagonal interaction J_×. Two types of spin systems, staggered dimerized antiferromagnetic ladder and columnar dimerized ferro-antiferromagnetic couplings ladder, are investigated. To clarify the phase transition behaviors, we simultaneously analyze the string order parameter (SOP), the twisted order parameter (TOP), as well as a measurement of the quantum information analysis. Based on measuring this different observables, we establish the phase diagram accurately and give the fitting functions of the phase boundaries. In addition, the phase transition of cross-coupled spin ladder (in the absence of intrinsic dimerization) is also discussed.     

Explicit Relations of Physical Potentials Through Generalized Hypervirial and Kramers' Recurrence Relations

Based on a Hamiltonian identity,we study one-dimensional generalized hypervirial theorem,Blanchardlike(non-diagonal case) and Kramers'(diagonal case) recurrence relations for arbitrary x~κ which is independent of the central potential V(x).Some significant results in diagonal case are obtained for special κ in x~κ(κ≥ 2).In particular,we find the orthogonal relation(n_1|n_2) = δ_(n_1n_2)(κ = 0),(n_1|V'(x)\n_2) =(E_(n_1)-E_(n_2))~2〈n_1x|n_2)(κ = 1),E_n =(n/V'(x)x/2|n) +(n|V(x)|n)(κ = 2) and-4E_n(n|x|n) +(n|V'(x)x~2\n〉 +4〈n|V(x)x|n〉 = 0(κ = 3).The latter two formulas can be used directly to calculate the energy levels.We present useful explicit relations for some well known physical potentials without requiring the energy spectra of quantum system.     

量子顺电EuTiO_3材料基态磁性的第一性原理研究

EuTiO_3是钙钛矿结构的量子顺电体,实验发现其基态具有平面各向异性G类反铁磁结构,本文运用基于密度泛函理论的第一性原理计算研究了EuTiO_3处于量子顺电相和应力作用下处于铁电四方相时可能的自旋取向和自旋交换耦合作用,分析了自旋耦合作用的路径,探讨了应力对磁性交换路径的作用,结果发现:当体系自由时,EuTiO_3具有自旋沿[110]方向平面内单轴各向异性的G类反铁磁结构,该结构下Eu离子4f电子自旋通过处于面心位置的O 2p实现自旋反铁磁性的超交换耦合,而在外加应力诱导的铁电四方结构下,由于自旋交换路径中Eu—O—Eu键角改变,Eu 4f电子自旋实现了[110]方向的铁磁交换耦合。