量子关联引起的能量异常流动

量子关联是量子体系区别于经典的重要特征之一,如何量化与利用量子关联不仅是量子信息论中的核心问题,也是量子热力学中比较关心的话题.对于经典体系来说,能量总是自发从高温物体流向低温物体,即封闭系统的熵只能增加或保持,永远不会减少,同时随着时间增加,能量耗散增加,但整个体系始终未表现出较强的关联性.在量子体系下,子系统间往往...     

Kerr相互作用下量子相干性分布和量子信息流动

本文针对Kerr相互作用下系统中量子相干性的动力学分布进行了研究.所讨论系统包含两个没有相互作用的原子,每个原子都被囚禁在各自的光腔中,同时光腔被充满了非线性Kerr介质.研究发现非线性Kerr相互作用能够增加两原子间的量子相干性,而且增大的幅度会随着Kerr相互作用强度的增加而得以提高.其次,借助迹距离的方法,还探讨了非线性Kerr相互作用对于原子与光腔之间的量子信息流动的影响,发现Kerr相互作用可以加快量子信息回流到原子子系统中,抑制原子子系统与其余子系统间的量子信息交换,阻碍量子信息在系统中不同子系统间的流动,从而保护原子子系统中拥有的量子信息.     

应用级联运动方程方法研究并联双量子点的量子纠缠（英文）

量子点体系是一类具有代表性的量子杂质体系.体系与环境之间的耗散过程和电子间的强相互作用对量子态的相干、纠缠有着极其重要的影响.多体效应和电子转移之间的竞争对局域自旋态之间的量子纠缠特性具有重要影响.本文应用级联运动方程方法对强关联双量子点系统的纠缠进行了定量研究.同时探究了总系统与子系统的信息熵之间的关系.     

Bose-Hubbard模型中系统初态对量子关联的影响

量子关联是量子信息、量子计算与量子计量领域的重要资源, 在量子纠缠和贝尔非局域性中, 两子系统起着同等关键的作用, Einstein-Podolsky-Rosen (EPR)量子引导关联的强度介于量子纠缠和贝尔非局域性之间, 对单向EPR量子引导关联而言两子系统的作用不对等. 本文研究了双模Bose-Hubbard模型中模间量子关联的动态特性, 揭示了EPR量子引导关联的取向对系统初态模间交换对称性的依赖关系. 根据Hillery-Zubairy纠缠判据以及基于最大平均量子Fisher信息的纠缠判据考察了系统初态对模间量子纠缠演化规律的影响. 如果模间耦合强度远大于同一势阱内粒子间的相互作用, 初始处于SU(2)相干态的系统在具有确定的两子系统交换对称性的条件下, 其量子关联呈现简单的周期性演化规律; 当这种对称性破缺时, 模间量子关联的演化呈现较复杂的崩塌与回复现象.     

边界能流密度、量子基础均衡和量子耗散均衡量子开放系统边界交流均衡分析力学基础(Ⅰ)

为建立非线性非平衡态量子力学,本文探讨建立量子开放系统边界交流均衡分析基础.一方面,以在量子体系和它的环境之间交换的、与Wigner分布密切相关的质能流密度和质能流的广延量构成量子边界交流空间,并以边界质能流密度为核心而形成量子系统边界均衡交流分析力学;另一方面,以在量子体系和它的环境之间交换的、与Wigner分布密切相关的熵流密度和质能流的广延量构成量子边界熵流空间,并以边界熵流密度为核心而形成量子系统边界均衡交流分析力学.本文还确定量子系统的基础约束条件.对于能量结构提出效应最大化,以确立量子耗散均衡法则;初步分析对外交换基础和类完备能量流密度变化对量子系统的必要能量的影响.     

耦合双量子点的磁序与电子结构

耦合双量子点中电子间静电相互作用对电子在系统中隧穿效应具有重要影响.考虑电子隧穿,交换及Hubbard关联作用后,在单态近似下,本文求解了耦合双量子点二电子问题,讨论了铁磁基态及Mott局域化态出现的条件。这里的结果表明电子的隧穿不利于铁磁基态的形成,Hubbard关联越强越有利于Mott局域化态的形成,并且在交换作用下Mott局域化态会转变为铁磁基态. 此外,外场可以诱导磁序相的改变。     

有限温度下一维Gaudin-Yang模型的热力学性质

本文通过数值求解有限温度下一维均匀费米Gaudin-Yang模型的热力学Bethe-ansatz方程, 研究了此模型的基本性质,得到了在给定的温度或给定的相互作用下, 化学势、相互作用、粒子密度和熵的相互变化图像. 对结果分析发现, 在给定温度和相互作用下, 熵随着化学势的变化有一个量子临界区域.     

极化子效应对核壳量子点中光学克尔效应的影响

在有效质量近似下利用量子力学的密度矩阵理论,采用无限深势阱模型解三维薛定谔方程得到电子的本征能量和波函数.从理论上计算了考虑极化子效应后,在导带子带间跃迁时ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点光学克尔效应的三阶极化率.通过数值计算,分析了电子-LO声子和电子-IO声子相互作用对ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点光学克尔效应的三阶极化率的影响.结果表明：极化子效应对光学克尔效应的三阶极化率 有很大影响,并且影响的大小与量子点的尺寸大小有关.       

极化子效应对核壳量子点中光学克尔效应的影响

在有效质量近似下利用量子力学的密度矩阵理论,采用无限深势阱模型解三维薛定谔方程得到电子的本征能量和波函数.从理论上计算了考虑极化子效应后,在导带子带间跃迁时ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点光学克尔效应的三阶极化率.通过数值计算,分析了电子-LO声子和电子-IO声子相互作用对ZnS/CdSe柱型核壳结构量子点光学克尔效应的三阶极化率的影响.结果表明:极化子效应对光学克尔效应的三阶极化率有很大影响,并且影响的大小与量子点的尺寸大小有关.     

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     

边界能流密度、量子基础均衡和量子耗散均衡

为建立非线性非平衡态量子力学,本文探讨建立量子开放系统边界交流均衡分析基础。一 方面,以在量子体系和它的环境之间交换的、与Wigner分布密切相关的质能流密度和质能流的广延量构成量子边界交流空间,并以边界质能流密度为核心而形成量子系统边界均衡交流分析力学;另一方面,以在量子体系和它的环境之间交换的、与Wigner分布密切相关的熵流密度和质能流的广延量构成量子边界熵流空间,并以边界熵流密度为核心而形成量子系统边界均衡交流分析力学。本文还确定量子系统的基础约束条件,对于能量结构提出效应最大化,以确立量子耗散均衡法则;初步分析对外交换基础和类完备能量流密度变化对量子系统的必要能量的影响。     

基于两节点间信息互传的量子特性

运用全量子理论,对腔耦合系统构建的两个节点,考虑节点内腔模与量子位(qubit)的耦合,结合数值计算,用熵表示信源的不确定性,对信源发出的信息进行度量,研究了两个节点相互进行信息传输过程的熵演化.通过两能级粒子与腔模的耦合强度、腔-腔之间的跃迁耦合系数和失谐量三个参数对熵变化进行分析,结论表明在共振条件下,节点间相互传输信息过程中,耦合双腔构成的两个节点熵呈现准周期性坍塌与复苏振荡变化特征,节点1与节点2熵的峰值交替出现;两个节点之间用跳跃频率λ/2π的光子作为信息传送的数椐总线,失谐使两个节点内量子位的一个频率高,一个频率低,无论先操纵哪一个量子位,在系统稳定工作状态下,量子态演化的信息传递方向总是从频率快的量子位向频率慢的量子位传递,此特性可扩展至多量子位之间量子信息的传递.用于两个节点间的远程操控.     

耗散腔中Λ型原子与光场Raman相互作用体系的线性熵

为了研究耗散腔中原子与光场Raman相互作用体系中子系统间的熵交换,利用超算符方法通过对系统主方程求解,讨论了光场强度、腔的耗散系数及原子两能级的Stark位移对线性熵的影响.结果表明：光场越强,光场与其它子系统进行熵交换的时间越长|腔耗散系数越大,熵交换时间越短|改变两能级间的Stark位移使原子和场之间的耦合增强,而系统的耗散系数不变,此时,系统的熵交换加快且其稳态值变小.     

耗散腔中Λ型原子与光场Raman相互作用体系的线性熵

为了研究耗散腔中原子与光场Raman相互作用体系中子系统间的熵交换,利用超算符方法通过对系统主方程求解,讨论了光场强度、腔的耗散系数及原子两能级的Stark位移对线性熵的影响.结果表明:光场越强,光场与其它子系统进行熵交换的时间越长;腔耗散系数越大,熵交换时间越短;改变两能级间的Stark位移使原子和场之间的耦合增强,而系统的耗散系数不变,此时,系统的熵交换加快且其稳态值变小.     

双电子平面量子点基态能量的计算

由于库仑作用,目前的研究还得不到双电子平面量子点基态波函数和基态能量的精确解析解.分别利用微扰法、精确对角化方法和变分法,计算双电子平面量子点的基态能量,与早期的无约束哈特利-福克研究结果比较,发现三参量的变分波函数是基态的极好表征.且能对多电子平面量子点的基态描述提供参考.     

量子点双链中电子自旋极化输运性质

利用非平衡格林函数方法, 研究了与单个量子点耦合的量子点双链中电子自旋极化输运性质. 由于系统中Rashba自旋轨道耦合产生的自旋相关的相位, 电子通过上下两种路径时, 自旋不同的电子干涉情况不同, 从而导致了电极中的自旋极化流. 左右两电极间的偏压使单个量子点中的自旋积聚在很大能量区域内能够保持较大的值. 由于系统结构的左右不对称, 正负偏压下自旋积聚情况完全不同. 这些计算结果将有助于实验上设计新型的自旋电子学器件.     

双光腔光机械系统的动力学相变和选择性能量交换

本文探究了单腔和双腔光机械装置的动力学相变和选择性能量交换.发现系统会经历类似于Dicke-HeppLieb超辐射型的动力学相变,且两光场间的正交动量耦合出现一个新的动力学临界点.两光场间的正交动量耦合等价于单(双)模光机械系统的外场驱动.通过耦合参数的调控,系统可以实现任意两模间的选择性能量交换,且临界耦合点与选择性能量交换对应.模压缩是能量转换的标志,且任何两模的正交压缩由特定玻色模间的能量交换决定.     

圆柱状量子点量子导线复合系统的激子能量和电子概率分布

建立了圆柱状量子点量子导线复合系统中激子满足的方程，用微扰论求出激子能量.以CdS/HgS/CdS/HgS/CdS圆柱状量子点量子导线复合系统为例，研究了系统中电子的概率分布和系统线度对激子能量的影响.结果表明：系统中电子、空穴以及激子的能量均随量子点高度h₀的增大而减小，电子-空穴相互作用对基态激子能量的影响要大于激发态；电子沿径向方向的概率分布呈起伏状，在轴线和表面附近的概率趋于零，而在R/2附近概率最大；在量子点附近电子沿轴向方向的概率分布呈振荡特征 关键词： 量子点 量子导线 激子 能量     

双量子系统任意态的条件熵纠缠度

从量子纠缠的熵特征-负值量子条件熵出发,我们提出了双量子系统任意态的新的纠缠量度-条件熵纠缠度.我们证明了条件熵纠缠度具有纠缠的单调性,满足作为一个好纠缠量度的基本条件.作为一个应用,我们利用条件熵纠缠度研究了同时与真空腔场相互作用的两个全同二能级原子之间的纠缠.我们讨论了两原子初态对所考虑系统条件熵纠缠度的演化,并将其演化规律与concurrence作了比较.我们的结果表明:条件熵纠缠度能够作为一个双量子系统任意态的、容易解析计算的纠缠量度.     

可控磁性量子点杂质引起的单电子自旋过滤器

本文提出一种基于电子-电子自旋交换相互作用获得自旋极化电流的模型. 该方案中, 需要两个距离相近的量子点. 其中一个是开放系统, 另一个是封闭系统. 开放系统能完成单电子输运, 封闭系统产生比较强的局域磁场, 两个系统之间有电子-电子自旋交换相互作用. 该相互作用会影响电子输运, 从而可以对电子输运产生自旋过滤效应. 我们用量子主方程描述开放系统的演化, 在有效哈密顿量的基础上, 可以得到解析结果. 结果显示, 在低温条件下, 交换相互作用足够强的时候, 系统给出的自旋过滤效率接近1 .