信息论的物理基础

生活在信息时代,人们迫切需要知道有关信息知识,需要了解信息论中的奥秘.为此,首先需要了解信息论的物理基础. 信息论在社会科学(如经济管理)和自然科学(如无线电通信)中都得到了广泛的应用.信息论中最重要和最基本的信息熵公式,信息量变化所遵守的最重要和最基本的规律(信息量传递的普遍原则)都是信息论中的核心部分.然而这部分内容和物理学的紧密联系至今仍鲜为人知.本文从热力学与统计物理的原理出发,证明了统计物理熵与信息熵的联系,说明了统计物理H函数与信息量(负熵)的联系,提出了广义开放系统的熵变可分为三部分的设想,以统一的公式…     

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。     

量子信息、量子计算机的科学与哲学问题研讨会简讯

20 0 0年 12月 15日 ,为纪念量子论诞辰 10 0周年 ,在国家科技会堂举行了量子信息与量子计算机的科学与哲学问题研讨会 .来自中国科学院、北京大学、清华大学、复旦大学、中国科学技术大学、南京大学、国防科技大学等单位的科学家会聚一堂、畅所欲言 ,对量子力学中的哲学问题、量子力学对未来信息科学的影响等热门话题进行了热烈讨论 .中国科学院半导体研究所所长、中国科学院院士郑厚植教授主持了研讨会 .郑厚植教授以“固态量子计算的物理基础———固体中的相干过程和控制”为专题介绍了固体中量子拍频、量子波函数工程、固态量子比特中…     

从量子理论到量子信息研究

 在当代自然科学的发展中,以量子力学为代表的基本物理学理论不仅在认识客观物质世界方面发挥了根本性作用,而且导致了一系列重大的高新技术变革,深刻地影响了人类社会的物质生活,如激光的发明和半导体的应用。     

从单摆到混沌

 分形点集的维数有许多种定义,其中一种是容量维数（apacity dimension）。取边长为8的n维小方盒（一维时为长度等于8的线段,二维时为边长等于8的正方形,三维时为边长等于8的立方体,等等）,设覆盖该点集所需小盒的最低数目为N（8）。对于通常我们所熟悉的规则形体,N（8）是不难计算的。例如,覆盖一根单位长度的线段需要N（8）=1/8个小盒,覆盖一个单位边长的正方形需要N（8）=（1/8）²个小盒,覆盖一个单位边长的立方体需要N（8）=（1/8）³个小盒,等等。     

从单缝衍射到动态测量单丝直径

本文通过单缝夫琅和弗衍射的光强分布实验，引伸出在远场接收的条件下，若屏距ｘ与单丝直径ｄ之比为定值，其标准光强分布就被唯一地确定．反之，当我们已知光强分布，就可以求出单丝直径．本文以“单维衍射的光强分布”实验为基础，引出连续测量细丝（如铜丝、尼龙丝等）直径的装置．     

基于腔QED的原子纠缠态的辅助克隆

本文提出一种克隆未知两原子纠缠态的方案，这种克隆方案基于腔QED技术，且在原子态制备态（Victor）的帮助下而完成。方案包括了两个步骤：第一步需要用通常的隐形传态方法，运用腔QED技术及纠缠交换实现原子纠缠态从发送者（Alice）到接收者（Bob）的隐形传送；第二步是由Victor完成来之于Alice的两原子态的离散测量，根据Victor的测量信息，Alice能够获得未知初始原子纠缠态的拷贝。     

从光电子技术到光子技术

 当前,人类正进入信息化和智能化时代。这是微电子技术、光电子技术、通信技术、计算机科学与技术和自动化、精密机械等应用性很强的科学技术综合发展的结果。在迈入信息化社会的进程中,光电子技术起着十分重要的作用。它是继微电子技术之后,近十几年来迅速发展的新兴高技术。     

从贝尔不等式到量子信息"热"

介绍了贝尔不等式的建立及20世纪70年代以来对它的实验验证．对贝尔不等式与量子力学基本解释的关系的深入研究,加速了“纠缠态”及其品性的发现,推动了量子信息“热”的兴起。     

从熵、信息熵到自组织

 为了在一定条件下确定一个热力学过程进行的方向,1864年法国物理学家克劳修斯在《热之唯动说》一书中,首次提出一个物理量和新的态函数---熵。他发现:如果一个物体的绝对温度为T,给该物体加热ΔQ,该物体增加的熵为ΔS=ΔQ/T。ΔS表示吸进热量之后,物体的熵S2与吸进热量之前的熵S1之差,或表示成ΔS=S2-S1。如用积分表示,则有S2-S1=∫xx0dQT。同样,如从该物体取出热量ΔQ,则该物体的熵就减少ΔS。     

近代物理学与产业革命--"从产业革命到信息社会"之一

技术革命指的是正在成长中的新技术传统（技术的科学基础、技术的结构、技术活动的方式及方法、技术的规范及标准等）取代旧技术传统的活动或过程．这种技术传统的转换，意味着人类实践手段或方式的飞跃．     

小分子在真空紫外波段从量子态到量子态的光解离动力学

本文主要描述小分子在真空紫外波段(VUV,6-20 eV)光解离动力学的最新实验和理论研究进展.得益于基于商业化激光器的真空紫外光源技术,以及离子速度成像、高分辨氢原子-里德堡态标记-飞行时间测量和VUV-VUV泵浦-探测等方法的发展,研究人员现在可以对很多小分子在真空紫外波段的光解离动力学进行量子态到量子态层面的测量和研究,本文重点综述H_2(D_2,HD),CO,N_2,NO,O_2,H_2O(D_2O,HOD),CO_2,N_2O以及一些多原子分子在真空紫外波段光解离动力学的最新研究进展.这些小分子在真空紫外波段的光解离在天体化学以及大气化学中有着非常重要的应用.分子吸收一个VUV光子以后,通常会被直接激发到比较高的电子激发态,解离过程会涉及到多个电子态势能面之间的复杂非绝热相互作用.在实验上对解离截面等参数进行从量子态到量子态层面的精细测量对于深入了解这些复杂的势能面之间的相互作用有非常重要的意义.最近建成的大连相干光源是目前世界上唯一一台在真空紫外波段工作的自由电子激光,具有脉冲能量高、扫描范围宽(50～150 nm)等优越的性能,它的建成必将会大大促进小分子真空紫外光解离研究的发展.     

现代物理学与新技术革命 --"从产业革命到信息社会"之二

现代物理学指的是20世纪的物理学；这里说的新技术革命，指的是20世纪电子技术、自动化技术、核能技术、激光技术、信息技术、新材料技术、空间技术、基因技术、纳米技术等高新技术领域的崛起．这两者之间存在着什么关系？     

在强子中揭示部分子——从ISR到SPS

我们对强子结构的了解是从20世纪70年代到80年代初由几个粗糙概念到精细理论的发展过程中开始的,那就是用量子色动力学描述由基本粒子（夸克和胶子）组成的强子。虽然电子与中微子对核子的深度非弹性散射和电子-正电子对撞在这一发展过程中起着主要作用,但是较少被人所知的是关于强子对撞在揭示了部分子结构,部分子间相互作用动力学研究,以及作为一个直接研究胶子相互作用方面的专门实验室。CERN的交叉储存环（ISR）是世界上有效能量高达60 GeV的第一台质子-质子对撞的强子对撞机,而且其特点是独立的双环运行,并在对撞点处的两束流间有小的交叉角度。本文回忆了ISR的决定性贡献并在其后介绍质子-反质子SPS对撞机以及对当前的世界最高能量的强子对撞机LHC都起到了先导作用。本文也介绍了ISR在物理方面的贡献。     

新技术革命与信息社会--"从产业革命到信息社会"之三

1新技术革命中的信息技术 20世纪的新技术革命指的是电子技术、核能技术、信息技术、激光技术、空间技术、新材料技术、基因技术、纳米技术等高新技术群落的崛起．其中信息技术在新技术革命中占据特殊地位．     

钒团簇的几何和电子结构——从分子到体相性质的演化

基于密度泛函理论,优化了钒团簇V_n(n=2—9,13,15,19,27,51)的几何结构,通过研究键长、配位数、平均结合能、电离势、电子亲和能、总的态密度和平均磁矩随着尺寸的变化规律,从理论上揭示了n≤9的钒团簇电子结构具有分立特征的分子行为和很强的尺寸效应,13≤n≤19是从分子向体相态结构变化的过渡区域;V₂₇和V₅₁的态密度已趋向于体相的三峰结构,说明它们已接近大块钒的性质 关键词： 钒团簇 密度泛涵理论 电子结构     

基于二维半导体材料浮栅存储器的研究进展：从材料到结构

半导体浮栅存储器在半导体存储器乃至整个数据存储行业都占据着较大的市场份额,目前在计算机、便携式设备存储器等领域都有广泛应用.随着存储器件进一步小型化和集成化,在未来需要新材料和新结构对浮栅存储器进行革新以延续摩尔定律的发展.具有原子级厚度的二维层状半导体材料具有优异的电学性能和稳定性,被广泛认为是极具潜力的新型半导体材料之一,可用于下一代半导体浮栅存储器.本文主要介绍近年来二维半导体材料在浮栅存储器领域的应用,并对其未来的发展趋势进行了思考和展望.     

从自旋冰到自旋液态的渡越——结构与磁性质的演化

使用固相反应法得到了Ho_2-xTb_xTi₂O₇（x=0,05,1,15,2）系列多晶样品.X射线衍射（XRD）实验与2K到300K温度区间的直流磁化率测量结果显示,随着Tb即是x的增加,体系由自旋冰Ho₂Ti₂O₇向自旋液Tb₂Ti₂O_{7关键词： 自旋冰 自旋液体 自旋阻挫 晶格结构}     

一种新的反向投影条纹生成方法研究

反向条纹投影技术是一种应用于在线或批量检测的快速而稳定的光学三维面形检测技术.提出了一种新的产生反向条纹的算法,新的算法建立投影器坐标系与摄像机坐标系的正向映射变换关系,通过投影器坐标系上一个像素点的两套相位值,找到其在摄像机坐标系中对应的位置,即产生投影器坐标系像素点在摄像机坐标系中的注册.由于期望在摄像机中观察到的条纹图像只是简单的正弦条纹图像,直接读取注册点的期望条纹相位,很容易产生反向条纹.计箅机模拟和反向条纹投影实验中的相位标准差分别达到7.044×10-6 rad和3.34×10-2rad,比以前的方法在精度上有了较大的提高,并简要分析了精度提高的原因.计算机模拟和实物测试实验都验证了该方法的可行性.