有限深势阱下极性晶体膜量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究有限深势阱下极性晶体膜中量子比特及其声子效应.晶体膜中这样的二能级体系可作为一个量子比特.当膜中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度在空间作周期性震荡,得出振荡周期随耦合强度的增加而减小,随膜厚的增加而增大.     

无限深量子阱量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究无限深量子阱中量子比特及其声子效应。量子阱中这样的二能级体系可作为一个量子比特。当阱中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度在空间作周期性震荡,得出了振荡周期随耦合强度的增加而减小,随振动频率的增加而增大。     

无限深量子阱量子比特及其声子效应

采用Peaker变分法,研究具有束缚势的无限深量子阱中量子比特及其声子效应。量子阱中这样的二能级体系可作为一个量子比特。当阱中电子处于基态和第一激发态的叠加态时,电子的概率密度在空间作周期性震荡,得出了振荡周期随耦合强度的增加而减小,随振动频率的增加而增大。     

量子环中量子比特的声子效应

在量子环中电子与体纵光学声子强耦合的情况下,通过求解能量本征方程,得出了电子的基态和第一激发态的本征能量及其波函数,进而以电子-声子系的基态与第一激发态构造了一个量子比特.数值计算结果表明量子比特内电子的空间概率密度分布随时间和空间角坐标作周期性振荡,且振荡周期随耦合强度的增大而减小,说明声子将导致量子比特相干性降低;还表明振荡周期随量子环内径（或外径）的增大而增大,因此适当改变量子环的尺度,可以提高量子比特的相干性. 关键词： 量子环 量子信息 量子比特     

抛物势量子点中强耦合双极化子量子比特的性质

基于LLP幺正变换,采用Pekar型变分法得到了二维量子点中强耦合双极化子的基态和第一激发态的能量和波函数,进而构造了一个双极化子的量子比特。数值结果表明:在量子比特内,两电子的空间几率密度的时间振荡周期T0随电声子耦合强度α、量子点的受限强度ω0以及介质的介电常数比η的增加而减小;在量子比特内,两电子的空间几率密度Q随时间t、角坐标φ2及介电常数比η的变化而作周期性振荡;两电子在量子点中心附近区域出现的几率较大,而在远离量子点中心区域出现的几率很小。     

计及厚度下量子点量子比特的电磁场依赖性

在电子-体纵光学(Longitudinal optical,LO)声子强耦合条件下,采用LLP-Pekar型变分法推导出计及厚度下量子点中极化子的基态和第一激发态能量本征值和本征函数以及平均声子数的电磁场依赖性。在此基础上,以极化子的二能级结构为载体构造了量子点量子比特。数值计算结果表明:量子比特的振荡周期T_0随量子点厚度L的增加而增大,随磁场的回旋频率ωc、电场强度F和电声子耦合强度α的增加而减小。量子比特的概率密度︱Ψ(ρ,z,t)~2︱随电子横向坐标ρ的变化呈现"正态分布"并受到量子盘厚度L和有效半径R_0的强烈影响,随电子纵向坐标z、角坐标φ和时间t作周期性振荡变化。消相干时间τ随磁场的回旋频率ω_c、色散系数η和电子-声子耦合常数α的增加而增大,随电场强度F、量子点厚度L和有效半径R_0的增加而减小。量子点的厚度是量子点量子比特的一个重要参数,理论上可以通过设计不同的量子盘厚度并结合调节外加电磁场的强度,达到调控量子比特振荡周期、消相干时间大小的目的。     

色散和杂质对双参量非对称高斯势量子点量子比特的影响

选取双参量非对称高斯势描写量子点中电子的受限效应,采用LLP-Pekar变换变分法研究了色散和杂质对量子点量子比特性质的影响.结果表明,量子点量子比特中电子的概率密度随非对称高斯势阱宽的减小而呈现显著振荡,并随介电常数比的增加而减小;量子比特振动周期随高斯势阱深的增加或介电常数比的增加而减小;退相干时间随介电常数比的增加或色散系数的增加而增大;相位旋转品质因子随介电常数比的增加或色散系数的增加而增大.     

球型量子点量子比特的声子退相干效应

采用求解能量本征方程、幺正变换及变分相结合的方法,研究声子效应对球型量子点中电子-声子系（极化子）能量、量子比特性质的影响。数值计算表明,能量随量子点尺寸的增大而减小,说明量子点具有明显的量子尺寸效应;当考虑声子效应时,能量、量子比特的振荡周期均减小,说明声子效应使得量子比特的相干性减弱;且量子比特内各空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,不同空间点的概率密度随径向坐标和角坐标的变化而变化。     

球型量子点量子比特的声子退相干效应

采用求解能量本征方程、幺正变换及变分相结合的方法,研究声子效应对球型量子点中电子-声子系（极化子）能量、量子比特性质的影响。数值计算表明,能量随量子点尺寸的增大而减小,说明量子点具有明显的量子尺寸效应;当考虑声子效应时,能量、量子比特的振荡周期均减小,说明声子效应使得量子比特的相干性减弱;且量子比特内各空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,不同空间点的概率密度随径向坐标和角坐标的变化而变化。     

球壳量子点中极化子和量子比特的声子效应

采用求解能量本征方程、LLP幺正变换、变分相结合的方法研究 球壳量子点中极化子和量子比特的声子效应. 数值计算表明: 声子效应使极化子的基态(或激发态)能量小于电子的基态(或激发态)能量, 使量子比特的振荡周期减小, 且内径给定时, 随着外径的增大声子效应对极化子和量子比特振荡周期的影响越大; 声子效应不改变量子比特内电子概率密度分布的幅值, 量子比特内中心球面处概率密度幅值最大, 界面处概率密度为零, 其它处的概率密度幅值介于最大和最小之间, 且各个空间点的概率密度随半径和方位角的变化而变化, 随时间做周期性振荡.     

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 .     

Science as social history

Quantum states of light, such as squeezed states or entangled states, can be used to make measurements (metrology), produce images, and sense objects with a precision that far exceeds what is possible classically, and also exceeds what was once thought to be possible quantum mechanically. The primary idea is to exploit quantum effects to beat the shot-noise limit in metrology and the Rayleigh diffraction limit in imaging and sensing. Quantum optical metrology has received a boost in recent years with an influx of ideas from the rapidly evolving field of optical quantum information processing. Both areas of research exploit the creation and manipulation of quantum-entangled states of light. We will review some of the recent theoretical and experimental advances in this exciting new field of quantum optical metrology, focusing on examples that exploit a particular two-mode entangled photon state – the High-N00N state.     

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.     

Non-commutative Low-dimension Spaces and Superspaces Associated with Contracted Quantum Groups and Supergroups

Quantum planes, which correspond to all one-parameter solutions of Quantum Yang-Baxter Equation (QYBE) for the two-dimensional case of GL-groups, are summarized and their geometrical interpretations are given. It is shown that the quantum dual plane is associated with an exotic solution of QYBE and the well-known quantum h-plane may be regarded as the quantum analog of the flag (or fiber) plane. Contractions of the quantum supergroup G L _q (12) and corresponding quantum superspace C _q (12) are considered in Cartesian basis. The contracted quantum superspace C _h (12);) is interpreted as the non-commutative analog of the superspace with the fiber odd part.     

量子关联简介

量子纠缠作为一种非局域的关联,是一种重要的资源而被广泛应用于量子信息处理。然而,最近的研究结果发现,可分态中也可以存在非经典的关联,量子纠缠只是量子关联的一部分;非纠缠的量子关联在一些量子通信和量子计算任务中扮演着重要的角色。文章简要综述了量子关联的基本概念,描述了几种常见的量子关联度量,并介绍了量子关联在量子信息处理中的作用以及一些最新动态。     

量子开系统理论及其应用

量子物理是当代科学发展的基石,多次引发高技术革命.它与信息科学结合,产生了交叉学科——量子信息,为突破计算机芯片的尺度极限提供了全新的解决思路.自1987年起,文章作者及其合作者对量子开系统理论、量子退相干及其相关的量子物理基本问题进行了系统的探索,契合了最近10年量子信息研究的快速发展.文章首先结合上世纪70年代末彭桓武先生关于量子开系统(阻尼谐振子的量子化)的重要研究工作,介绍了量子开系统的基本概念及其研究的科学意义,同时简略介绍了文章作者及其合作者在量子开系统理论及其在量子信息应用方面的系列研究工作.     

Alternative New Notation for Quantum Information Theory

The notation [Li, Song, and Luo (2002) Physics Letters A 297, 121] has been generalized to quantum information theory. By this notation,we present three useful criteria for bipartite entanglement, a formula for general quantum swapping, and a formula for quantum teleportation of bipartite state by two EPR pairs.     

Quantum Key Distribution Protocol Optimization

Quantum key distribution is a practically implementable cryptographic communication methodology from the hardware and software point of view. It is an information‐theoretic secure method for transmitting keys to remote partners practicing quantum communication. After examining various protocols from the most basic on, BBM92, DPSK, SARG04 and MDI (Measurement Device Independent) protocols are described in view of targeting the longest possible communication distance with the highest secret key bitrate. How any protocol can be optimized with respect to distance is discussed by analyzing the various steps impacting hardware and software that are developed, starting from the underlying assumptions proper to every protocol and ending with the corresponding performance in each case.     

Measurement-Based Interference in Quantum Computation

The interference has been measured by the visibility in two-level systems,which,however,does not work for multi-level systems.We generalize a measure of the interference based on decoherence process,consistent with the visibility in qubit systems.By taking cluster states as examples,we show in the one-way quantum computation that the gate fidelity is proportional to the interference of the measured qubit and is inversely proportional to the interference of all register qubits.We also find that the interference increases with the number of the computing steps.So we conjecture that the interference may be the source of the speedup of the one-way quantum computation.