基于量子Fisher信息的耗散相互作用光-物质耦合常数的估计

量子参数估计在量子度量学中有着重要的应用,量子Cramer-Rao下界表明量子参数估计精度极限与量子Fisher信息是直接相关的.本文利用量子参数估计理论对光场与原子失谐很大(大失谐)的Jaynes-Cummings模型耦合常数进行估计.制备探测初态为Qubit系统与光场的直积态,光场分别为Fock态、热态和相干态,分别计算了这三种探测态经大失谐Jaynes-Cummings模型哈密顿量演化后复合系统以及Qubit和光场系统的量子Fisher信息.通过分析发现,复合系统的量子Fisher信息随平均光子数单调递增,Qubit基态与激发态的等权叠加态为最优探测态,此时量子Fisher信息达到最大值;当探测态的光场为Fock态和热态时,关于被估计参数的信息都包含于Qubit系统;对于大失谐Jaynes-Cummings模型耦合常数的估计,光场为热态或相干态时耦合常数的估计精度高于光场为Fock态时的精度.     

利用量子纠缠态确定性地降低通信复杂度

文章提出一种确定性地降低两体系系统中的通信复杂度的方案，它利用了一组处于任意纠缠纯态的粒子对。在这个方案中，对于一个任意的两变量布尔函数，一个被通信双方事先分享纠缠态可以使通信复杂度降低。与只通过经典通信或双方仅仅通过交换经典信息相比较而言，利用本方案其通信复杂度降低了一个比特。     

量子热噪声信道在纠缠辅助下的容量

研究了量子纠缠辅助下输入功率受限时的单模热辐射噪声信道传输经典信息的容量问题，和带有放大或衰减的单模热噪声信道的相应问题。对热噪声信道，表明了容量在输入信号为热噪声信号时达到，压缩态无助于达到信道容量CE；对带有放大或衰减的单模热噪声信道，说明了容量同样在输入为热噪声态时达到。     

Berry型量子纯态与Berry型量子系统

提出了Berry型量子纯态与Berry型量子系统的新概念，讨论了它们的性质和意义，并指出绝热量子系统可近似地视为完全Berry型量子系统. 关键词：     

量子计算与量子计算机

 最近,量子计算与量子计算机引起了人们的极大兴趣.一个光子的偏振或一个自旋为1/2的粒子(两态系统),对应于布尔态0和1,可构造量子计算机存储单元.     

二能级原子与相干态腔场相互作用过程中的纠缠交换

用量子信息学的观点，分析了发生在一个多个原子和腔场组成的系统中最大纠缠态在原子和多模类奇-偶相干态光场之间相互转移的物理过程，该系统中原子和腔场之间由依赖于强 度耦合的Jaynes-Cummings模型描述.结果发现：通过控制原子与腔场相互作用的时间，并 对原子的状态进行测量，原子的最大纠缠态可以转换为类奇-偶相干态光场的最大纠缠态，反之，纠缠的多模类奇-偶相干态光场也可以转换为原子的最大纠缠态. 关键词： 量子信息 腔量子电动力学 连续变量纠缠态 纠缠交换和传递     

负值量子条件熵与双量子系统一类混合态纠缠量度

运用负值量子条件熵研究了双量子系统一类混合态的纠缠量度.给出了负值量子条件作为条件熵纠缠度的定义，证明了条件熵纠缠满足作为2×2系统一类混合纠缠态量度的四个基本条件.当双量子系统处于纯态时，条件熵纠缠度即为部分熵纠缠度.应用条件熵纠缠度研究了真空腔场中两全同二能级原子之间纯态和一类混合态纠缠的时间演化，比较了相同条件下两全同原子系统concurrence纠缠度的时间演化.结果表明，两纠缠度演化规律完全一致，验证了负值量子条件熵可以作为双量子系统纯态和一类混合态的纠缠量度. 关键词： 双量子系统 负值量子条件熵 条件熵纠缠度 混合态纠缠度     

耗散量子隧道系统中的形变效应与耦合指数的关系

采用变分方法，比较了超欧姆耗散两能态系统中位移变分态和位移－压缩变分态的特性。通过研究发现，在强耦合区域，位移－压缩态较稳定，其基态性质不仅取决于谱密度，而且还依赖于耦合强度ｇ₁～ω₁^λ的指数λ；位移－压缩态稳定的区域将随λ减小而增加。对于欧姆耗散两能态系统，在位移－压缩态退局域相区域亦有同样的特性，且该区域亦随λ减小而增加。 关键词：     

利用A型原子与光场的纠缠态传送腔场的奇偶相干态的叠加态

根据简并A型三能级原子与单模光场的非共振相互作用系统的改进型有效哈密顿量，利用矩阵方法推导出任意初始情况下原子—光场系统的波函数，通过改变相互作用时间，制备出原子—腔场系统的纠缠态，提出利用原子—腔场系统的纠缠态进行概率传送腔场的奇、偶相干态的叠加态的有效方案，对于振幅很大的单模光场，通过实行Bell态测量，能成功地概率传送腔场的奇偶相干态的叠加态，其成功的总概率为0.25。     

基于伪态协议的量子密钥分配系统研究

采用包含两个伪态和一个信号态的双伪态协议分析了量子密钥分配系统的性能,比较了双伪态（真空态—弱伪态）和单伪态协议条件下密钥生成率与通信距离的关系,分析了信号态的强度、量子比特误码率、单光子的增益和单光子的误码率对系统密钥生成率的影响,得出密钥生成率的最优化条件,为实现实用安全的量子密钥分配系统奠定理论基础. 关键词： 伪态协议 量子密钥生成率 量子比特误码率     

复杂势场量子弹球中疤痕态的量子化条件

量子疤痕是波函数在经典不稳定周期轨道周围反常凝聚的一种量子或波动现象.人们对疤痕态的量子化条件进行了大量研究,对深入理解半经典量子化起到了一定的促进作用.之前大部分研究工作主要集中在硬墙量子弹球上,即给定边界形状的无穷深量子势阱系统.本文研究具有光滑复杂势场的二维量子弹球系统,考察疤痕态的量子化条件及其重复出现的规律,得到了与硬墙弹球不一样的结果,对理解这类现象是一个有益的补充.这些结果将有助于理解具有无规长程杂质分布的二维电子系统的态密度谱和输运行为.     

边界交流关系、量子系统消耗与量子组织均衡

本文探讨建立以环境提供的熵流为自变量的熵变函数;当熵变化取负值时,此函数可称 作有序生成函数。在此基础上,从量子系统为形成并维持有序化的低熵态而由环境提供可转化为物质的能量流或熵流方面考虑量子系统的消耗,建立量子消耗函数;从量子系统经过非平衡相变而由无序化的高熵态转入有序化的低熵态方面考虑量子系统的补偿,建立量子补偿函数;进而在量子消耗和量子补偿之间取剩余,形成量子组织增益量。量子系统总是在一定的消耗下力图达到最大的组织增益,可将这一目标状态看作量子组织均衡（或量子组织平衡）。     

二维Sinai台球系统的量子混沌研究

研究了二维Sinai台球系统的经典与量子的对应关系,运用定态展开法和Gutzwiller的周期轨道理论对Sinai台球系统的态密度经傅里叶变换得到的量子长度谱进行分析,并把量子长度谱中峰的位置与其所对应的经典体系的周期轨道长度做对比,发现两者之间存在很好的对应关系.观察到了一些量子态局域在短周期轨道附近形成量子scarred态或量子superscarred态.还研究了同心与非同心Sinai台球系统的能级最近邻间距分布,发现同心Sinai台球系统是近可积的,非同心Sinai台球系统在θ=3π/8下,随两中心间距离的增加,能级最近邻间距分布将由近可积向维格那分布过渡.     

带身份认证的量子安全直接通信方案

针对传统量子安全直接通信方案中需提前假设通信双方合法性的问题,提出一种带身份认证的基于GHZ态(一种涉及至少三个子系统或粒子纠缠的量子态)的量子安全直接通信方案.该方案将GHZ态粒子分成三部分,并分三次发送,每一次都加入窃听检测粒子检测信道是否安全,并在第二次发送的时候加入身份认证,用以验证接收方的身份,在第三次发送完粒子之后,接收方将所有检测粒子抽取出来,之后对GHZ态粒子做联合测量,并通过原先给定的编码规则恢复原始信息.本方案设计简单、高效,无需复杂的幺正变换即可实现通信.安全性分析证明,该方案能抵御常见的内部攻击和外部攻击,并且有较高的传输效率、量子比特利用率和编码容量,最大的优势在于发送方发送信息的时候不需要假设接收方的合法性,有较高的实际应用价值.     

在光学系统中利用弱值放大模拟搜索算法

提出了一种在光学系统中利用弱值放大和后选择来模拟搜索算法的方案。该方案将数据库编码在入射光束的横向坐标上，在光束的偏振态上进行预选择与后选择。首先讨论了一般型入射光束并获得一些结果，然后对高斯型入射光束进行了分析。结果表明通过适当地选择辅助系统的后选择态并且利用弱值放大，有可能仅用一次迭代就实现对数据库的搜索。     

量子隐形传态

量子隐形传态是目前量子信息中人们关注的热门课题之一，它是量子信息理论的重要组成部分，也是量子计算的基础。文章阐述了标准量子隐形传态和概率量子隐形传态的基本理论以及EPR效应，Bell基测量等相关的概念，同时给出一种实现隐形传态的量子电路，并介绍了当前理论与实验的研究进展。     

诱惑态在“双探测器”准单光子光源量子密钥分发系统中的应用

现在诱惑态已被证明是一种可以大大提高量子密钥分发安全性能的现实可行的方法.由于考虑到现实应用中激光器在调制过程中的消光比不能做到100%，以及激光器固有的自发辐射因而使得制备真空态并不是一件容易的事情. 因此本文将对理想情况下准单光子光源量子密钥分发系统应用中的诱惑态结论作了补充和扩展，提出了两个弱光强态的诱惑态方案和一个弱光强诱惑态方案.最后，将“双探测器”的理论应用在准单光子源(HSPS)光源系统中，使系统的安全传输距离可达到2215km，比使用普通探测器的系统增加了约50km.     

边界交流关系、量子系统消耗与量子组织均衡——量子开放系统边界交流均衡分析力学基础(Ⅱ)

本文探讨建立以环境提供的熵流为自变量的熵变函数;当熵变化取负值时,此函数可称作有序生成函数.在此基础上,从量子系统为形成并维持有序化的低熵态而由环境提供可转化为物质的能量流或熵流方面考虑量子系统的消耗,建立量子消耗函数;从量子系统经过非平衡相变而由无序化的高熵态转入有序化的低熵态方面考虑量子系统的补偿,建立量子补偿函数;进而在量子消耗和量子补偿之间取剩余,形成量子组织增益量.量子系统总是在一定的消耗下力图达到最大的组织增益,可将这一目标状态看作量子组织均衡(或量子组织平衡).     

一种基于纠缠态的量子中继通信系统

提出了一种基于纠缠态的量子中继通信系统,该系统应用纠缠为基本资源.纠缠为量子隐形传态和绝对安全的量子通信提供了保证.量子中继器用来延长高纠缠度的纠缠光子对的纠缠距离,利用纠缠交换和纠缠纯化在系统的发信者与受信者之间建立光子对的纠缠.应用量子隐形传态的原理传输量子信息.系统分析表明,量子通信系统的吞吐率随着通信双方成功建立纠缠的概率增大而显著增加,量子信号的传输距离取决于量子中继节点的级数.     

重费米子超导体UPd2Al3与常规超导体Nb之间波函数的量子相干效应

超导体的电子波函数对称性一直是引人注目的重要问题。本研究了波函数为Ｐ态或ｄ态的“高温”重费米子超导体ＵＰｄ２Ａｌ３（Ｔｃ￣２Ｋ）与Ｓ态的常规超导体Ｎｂ之间的量子相干效应。精确测量表明，在一个包括由上述两种超导体组成的Ｊｏｓｅｐｈｓｏｎ结的超导环中，有持续电流产生，且环中磁通是量子化的，每一个磁通量大小为（０．９９±０．０３）ｈ／２ｅ，明确无误的表明这一复合系统中两种对称性不同的波函数位相相干。此