2001年第5期《物理》内容预告纪念量子论创立100周年专辑

序 (陈佳洱 ) ;纪念量子论创立 10 0周年 (路甬祥 ) ;回顾与展望———纪念量子论诞生 10 0周年　　(周光召 ) ;量子理论的诞生和发展———从量子论到量子力学(彭桓武 ) ;凝聚态物理与量子力学 (冯端 ,冯少彤 ) ;纪念普朗克发现量子论 10 0周年 (何祚庥 ) ;量子信息引论 (郭光灿 ) ;沿一条确定的轨迹积分求解Ｎ维基态量子波函数的新方法 (Ｒ .弗里德伯格 ,李政道 ,赵维勤 ) ;光场压缩态的产生及其在亚散粒噪声光学测量和量子信息中的应用 (彭墀 ) ;纳米结构中的量子问题 (解思深 ) ;量子力学若干基本问题研究的新进展 (孙昌璞 ) ;半导体…     

用SU(2)代数法解量子力学中的第二类P?schl-Teller势能问题

先通过运用量子动力学代数的方法引入升降算符解决了量子力学的一维空间中的第二类P?schl-Teller势能体系定态问题,然后利用这对升降算符构造一个与体系相关的SU(2)代数,进一步讨论第二类P?schl-Teller势能体系定态的本征值.     

具有原子运动的双光子J-C模型中量子力学通道与量子互熵

用量子信息理论研究具有原子运动的双光子Jaynes_Cumming模型动力学.给出了该模型中表示原子态变化的量子力学通道，导出了量子互熵和原子约化熵，考察了原子运动及场模结构对量子互熵的影响，以及原子量子力学通道“开启”与“关闭”状态和原子与场纠缠程度的关系.结果表明量子力学通道特性强烈依赖于原子运动、场模结构以及原子与场的纠缠. 关键词： 双光子J_C模型 原子运动 量子互熵 量子约化熵 量子学通道     

理论物理所专题讲座(Colloquium)简况

 第三次理论物理所专题讲座由中国科学院学部委员、理论所研究员何祚庥先生作了题为《量子力学测量问题和非各态历经(Nonergodic)统计系统》的报告.内容摘要如下:一、测量定理是量子力学基本原理中不可缺少的独立的基本原理量子力学的测量假说就是量子力学体系在经历测量后,要跃迁到相应的算符的本征态或者由所谓纯粹状态转化为混合状态.但不能以量子力学的其它基本原理“推导”出来,必须独立地引入量子力学体系以内.而且,量子力学如果缺少了这一假说,那么在逻辑上很难成为自相封闭的系统.     

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。     

我国科学家实现六光子薛定谔猫态

中国科技大学微尺度物质科学国家实验室潘建伟教授和同事杨涛、陆朝阳等，最近通过实验成功制备出国际上纠缠光子数最多的薛定谔猫态和可以直接用于量子计算的簇态，刷新光子纠缠和量子计算领域的两项世界纪录．该项研究成果以封面标题的形式发表在最新一期英国《自然》杂志的子刊《自然一物理》上．审稿人评价其是“光学量子计算领域至今最先进的实验工作”和“一个出色的成就，为量子计算、量子纠错和量子力学基本问题的研究铺平了道路”．     

用双光子偏振纠缠态验证“Bell—Kochen—Specker”理论的理论实验

量子纠缠是近年来基础物理中的热点话题之一。“Bell-Kochen-Specker”理论表明“背景无关”的隐变量理论与量子力学不相容，从而揭示了量子系统的整体相关性。本文在两篇文献的基础上，对电子偶素湮灭产生的双光子偏振纠缠态作了分析，说明在这种情况下“背景无关”隐变量理论与量子力学的不相容性。     

有关A-B效应和相位问题及量子绝热定理成立条件——三答李华钟教授的评述

对《Aharonov-Bohm效应和量子力学相位概念的一些问题———评曾谨言著〈量子力学〉卷Ⅱ第六次印刷第四章的物理概念》一文中有关A-B效应和相位问题的评述,按真实情况给予了说明.论证了把R t→0作为量子绝热定理成立条件,不能说明“对于能级简并态,量子绝热定理不成立”,且在一些情况下会导致不正确的结论.     

双光子Jaynes-Cummings模型中量子力学通道与量子互熵

用量子信息理论研究双光子JaynesCummings模型动力学.给出了表示原子态变化的量子力学通道,导出了量子互熵和原子约化熵,考察了初始场的位相相干性和原子能级的斯塔克位移对量子互熵的影响.结果表明:量子互熵周期性地演化,量子力学通道周期性地将原子初态的信息传送到终态,量子力学通道和量子互熵的特性依赖于初始场的位相相干性及原子能级的斯塔克位移. 关键词：     

第三讲 量子纠缠态

量子纠缠是量子力学的奇妙特性之一 .文章对量子纠缠的历史作了简单回顾 ,介绍了近年来在纠缠的度量和纠缠态的判别及其分类方面的主要进展 .     

多光子纠缠实验新进展--五光子纠缠技术及终端开放的隐形传态实验

在实验上发展了多光子纠缠技术,利用已有的四光子纠缠技术结合新发展的单光子源技术,在世界上第一次实现了五光子纠缠．并在此基础上实现了新型的量子隐形传态——终端开放的隐形传态．实验结果在量子力学基础问题的检验、信息论、密码学和量子计算等重要应用方向上,都具有显著的意义和价值．实验方法将大大促进未来网络化量子通信、线性光学量子计算、量子力学基础检验等重要科学问题的研究。     

量子力学诠释问题

量子力学的建立不仅奠定了当代科学的基础,而且在推动当代技术革命方面取得了惊人的成功。然而,对于量子力学诠释(interpretation of quantum mechanics)——理解波函数如何刻画微观世界,人们迄今为止并未形成共识。量子力学发展的这种二元状态不仅带来了认识论方面的误导,而且依据备受争议的哥本哈根诠释建立起来的量子技术会有许多根本性问题。量子力学的哥本哈根诠释存在二元结构的问题:微观世界的运动用量子力学描述,是一个幺正演化,而观察或测量却依赖于量子系统外部的经典世界(仪器、观察者、环境),表现出来的波包塌缩是非幺正的。为此,包括爱因斯坦、薛定谔、温伯格等在内的一些著名学者对哥本哈根诠释提出了尖锐的批评。80年过去了,为克服量子力学的哥本哈根诠释二元论困境,人们提出各种各样的量子力学诠释,包括多世界诠释、量子退相干诠释、自洽历史诠释以及量子达尔文主义等。文章将简要介绍和评述这些量子力学诠释的基本思想、它们之间的逻辑关系及其实验检验的可能性。进一步澄清量子力学诠释中的基本概念,可以避免量子观念滥用导致的意识论上的问题和量子技术发展误入歧途。     

论一维方势垒穿透

量子隧穿是量子力学中一种重要的量子现象,本文对一维方势垒穿透问题作了全面的讨论,并统一了现行量子力学教材中3种不同情况(即:粒子能量E＞势垒高度V0、E＜V0和E=V0)的解.引入“约化势垒”,讨论了一些极端条件下一维方势垒穿透的物理现象.     

C_(60)中波粒二相性的证据

“任何两个态或更多的态可以叠加成一个新态”,这被称为量子力学的叠加原理.叠加原理看上去显而易见,历史上却是许多量子力学论的起源.据说,谁杀死了猫,将会遭到鬼魂的报复.因此,应设法不让猫知道谁是杀手.为此,薛定谔设计了一套巧妙的装置:把猫关进黑盒子,盒内同时放有一小瓶氰化钾和一个能打破瓶子的α粒子源.将α粒子源的放射剂量设定到这种程序,以至于1小时的放射积累恰好能打破氰化钾小瓶.现在问:在黑盒子被关闭1小时后,猫是死了还是活着?α粒子的放射属于量子力学问题.量子力学只能给出放射剂量随时间累计的可能值,它不能准确地预言…     

让新实验诉说量子理论

在1998年完成和分析的几个新的物理实验显示了量子理论的微妙性,包括“波粒二重性”以及二粒子缠结态的不可分性.本文的分析表明:测量在破坏原来存在于客体及其环境间的量子相干性时必然要改变客体.因而“物理实在”应在两个层次上定义:“自在之物”与“为我之物”.量子力学中的波函数则正起了通过“虚拟的测量”将这两个层次的物质联系起来的作用.     

任意两个相干态的叠加态的相位分布和Wigner函数(英文)

从相位分布和Wigner函数两个方面研究了任意两个相干态|β〉and |mβeiδ〉的叠加态的量子统计性质.结果表明这种叠加态的非经典特性与β2,振幅系数m,相干态间的位相差δ以及叠加系数间的位相差都有关.当参量选择合适,这种叠加态存在着量子效应.计算了两个相干态等几率混合系综的相位分布和Wigner函数,经过与前者比较,结果表明由于相干项的存在,使得叠加态具有很好的量子力学行为.     

向量子通信迈出了一大步

量子通信是基于量子力学的非定域效应 .一对粒子处于某种量子力学纠缠态 ,其波函数可以表示为ψ(A ,B)〉=12 (〉A 〉B- 〉A 〉B) ,这里〉A 代表粒子A的自旋“向上” ,以此类推 .单独看粒子A ,它的自旋或的几率各占 5 0 % ;单独看粒子B ,情况也如此 .然而 ,一旦进     

解说量子纠缠理论

量子纠缠态在量子信息处理,如量子隐形传态、量子密集码、量子纠错、量子保密通信、量子计算等过程中起了十分重要的作用.量子纠缠理论主要研究量子态的纠缠刻画、分类及其在量子信息处理中的应用.文章介绍了量子纠缠理论中的一些基本概念和结果,其中包括:量子力学的实在性、局域性的讨论与Bell不等式的联系,Bell不等式与量子态可分性间的关系;纯态和混合态可分性的定义及若干判别准则(包括矩阵正映照方法、部分转置判据、约化判据、重排判据、纠缠见证、协方差判据及局域测不准关系判据);部分纠缠度量的介绍(包括纠缠形成、并发度、相对熵、负度、缠结和纠缠帮助,以及纠缠度量的计算和上下界的估算).     

贝尔不等式的量子违背及其实验检验——兼议2022年诺贝尔物理学奖

2022年诺贝尔物理学奖授予法国、美国和奥地利的三位科学家阿兰·阿斯佩、约翰·弗朗西斯·克劳泽和安东·塞林格,以表彰他们利用纠缠光子实验检验贝尔不等式以及在开拓量子信息科学方面做出的卓越贡献。贝尔不等式在量子力学基本问题和量子信息研究中都有着不可或缺的地位,它的违背直接揭示了量子力学的基本特征——量子非定域性。文章在讲清楚基本科学概念的基础上,简要介绍了贝尔不等式理论的建立及验证其违背的实验研究的科学历程。为了解决EPR佯谬,基于玻姆的定域隐变量理论,约翰·贝尔提出了关于纠缠态上的关联测量满足的基本不等式——贝尔不等式。他还发现,量子力学关于关联的计算结果违背贝尔不等式,可以在类空距离上展现出“鬼魅”的长程量子关联。这种长程关联看似有超光速的“超距作用”,但这只是人们明显或潜在地使用了“波包塌缩假设”。EPR文章明显地采用这个假设推断远方客体共存的物理实在要素,由此对量子力学完备性提出质疑。文章评述了阿斯佩、克劳泽和塞林格荣获诺贝尔物理学奖的关于贝尔不等式违背的判定性实验,介绍了华人物理学家在纠缠态和贝尔不等式研究方面的基础性贡献,包括早年吴健雄利用正负电子湮灭产生EPR光子的先驱性实...     

李超代数B(0,1)的超相干态表示

本文反相干态的概念推广到李超代数的情形.我们具体地构造了李超代数B(0,1)的超相干态,计算了B(0,1)生成元在超相干态表示中的矩阵元,获得了B(0,1)代数的一种非齐次微分实现.这种非齐次微分实现对研究量子力学中的准精确可解问题有用.