利用量子几何相位制作光纤偏振旋转器

利用光纤中的量子几何相位(又称Berry相位),制作了单模光纤的线偏振光偏振面旋转器,并对器件进行了测量.实验数据表明,这种光纤偏振旋转器对光偏振面的旋转基本符合理论预计.对偏差进行处理后得到修正的定标公式,可更精确地反映出此光纤偏振旋转器的特性.     

几何量子计算和拓扑量子计算——整体性量子现象的新应用

本文概述介绍量子计算的最新进展:几何量子计算和拓扑量子计算,是初步入门的引论性质。作者从量子力学的整体性现象这一观点出发,阐述作为整体现象的量子力学几何相位(亚贝尔和非亚贝尔几何相位),量子体系的拓扑不变性质等的新应用,为先前一本著作[1]所阐述观点的新发展的补充。     

非绝热几何量子逻辑门的脉冲设计

量子逻辑门是实现量子计算的基本组件之一,而高保真度和高鲁棒性是量子逻辑门必不可少的关键性质。在实现量子逻辑门的各种方法中,利用几何相位的全局特性来构造量子逻辑门是一个有效的方法,它可以对一些局域扰动有比较好的容错性。本文在非绝热几何量子计算的框架下,在三能级系统中构造出了任意的单比特量子逻辑门,并创建出在实验中方便实现的脉冲形式。本文进一步研究了量子系统中存在频率失谐和脉冲振幅偏差的情况,并考虑量子系统与环境之间的退相干效应,以设计出具有更好鲁棒性能的脉冲波形。     

循环量子系统中状态演化的Bloch定理和同步几何相位的统一

对于Hamiltonian随时间作周期变化的量子系统中状态的演化，Bloch定理亦成立，并可据此定义一种新的几何相位———Bloch相位．证明用这种新的几何相位可以把迄今发现的所有同步（即量子态演化一周后获得的）几何相位统一起来，即Bloch相位等于Pancharatnam相位、Aharonov-Anandan相位和Lewis-Riesenfeld相位，并且在绝热条件下化为Bery相位．为此，先对Pancharatnam相位、Aharonov-Anandan相位和Lewis-Riesenfeld相位的定义作等价的改变，使它们变得有物理意义，并把Lewis-Riesenfeld相位和Berry相位推广到简并情形．还讨论了Bloch相位的求解问题 关键词：     

几何量子计算和拓扑量子计算——整体性量子现象的新应用

本文概述介绍量子计算的最新进展:几何量子计算和拓扑量子计算,是初步入门的引论性质.作者从量子力学的整体性现象这一观点出发,阐述作为整体现象的量子力学几何相位(亚贝尔和非亚贝尔几何相位),量子体系的拓扑不变性质等的新应用,为先前一本著作[1]所阐述观点的新发展的补充.     

双轴各向异性负折射率材料光纤中光子波函数几何相位研究

研究了双轴各向异性负折射率材料光纤中光传播特性及光子波函数几何相位的特殊性质. 为体现其拓扑与整体效应，光子几何相位必依赖于螺旋光纤中光子波函数演化路径所张开的立体角. 本研究证明，在双轴各向异性负折射率材料光纤中，因在光的传播过程中正负折射率对于光波几何相位的贡献可以相互抵消，因此光子几何相位将与光子波函数演化路径所张锥角无关. 还讨论了源于量子涨落效应的真空水平光子几何相位的物理性质以及在实验上探测这一真空效应的可能性. 关键词： 各向异性 负折射率材料 几何相位 光纤     

周期驱动系统的非平衡热输运与热力学几何

随着对微纳尺度系统的深入理解和实验技术的进步,发生在这些小系统中的热输运和能量转换近期吸引了大量研究.不同于依赖静态热力学力(如温差、电势差等)的非平衡稳态调控手段,受时间驱动的非平衡非稳态小系统具有特有的高可调性和普遍性,其研究同时具有基础价值和应用潜力.本文从几何这一基本概念出发,分析了热力学几何相(曲率)和热力学距离这两个关键物理量,以几何的视角展现和分析近期关于受驱动非平衡量子系统中输运调控和能量转换途径的热力学研究.热力学几何不仅可以看作是这一大类系统中非平凡输运和耗散的本质起源,也同样给我们提供了一种理论框架,给出对于系统输运和能量转换的限制,同时也可以给出慢驱动条件下量子热机性能的通用优化方式.这将在未来帮助理解非平衡量子多体系统所发挥的能量输运/转换功能,也会为发现高性能(高效率、高功率、高可靠性)量子热机提供新的设计思路.     

具有三体相互作用的自旋链系统中的几何相位与量子相变

本文首先对具有三体相互作用的一维自旋链系统的哈密顿量进行了对角化．然后通过一个旋转操作求解了系统基态的几何相位,通过数值计算几何相位及其导数随外界参数的变化,考虑三体相互作用对几何相位以及量子相变的影响,结果表明几何相位可以很好的用来表征该系统中的量子相变,并且发现三体相互作用不但引起相变点平移,而且可以产生新的临界点．     

旋转磁场中朗道系统的非绝热非周期性量子几何相位和Hannay角

基于代数动力学，精确求解了旋转磁场中的朗道系统，讨论了它的一般几何相位，给出了一般量子几何相位中对应于规范势的那部分相位的经典对应. 数值计算结果显示出非绝热演化和绝热演化的重大区别：非绝热演化诱导的非绝热量子激发引起系统物理量的非周期性和复杂性，体现了环境对系统的影响.     

数字化相位载波解调方案在光纤水听器系统中的实现

本文分析了干涉型光纤水听器内调制相位载波(PGC)调制解调的原理，提出了PGC调制解调的全数字化方案，通过计算机仿真，并在光纤水听器系统中实现了PGC的数字化解调。实验室光纤水听器与标准水听器对比测试以及实际海况试验都证明，数字化PGC解调技术在光纤水听器系统的实现对水声信号的检测是有效的。     

量子相变与几何相位

量子相变是凝聚态物理中的重要研究课题,而几何相位的发现是近几十年来量子力学中的重要进展,它们毫无关联地各自发展.但最近的研究表明,它们之间有密切联系：多体体系基态的几何相位在量子相变点附近具有标度性;不可收缩的几何相位可用来作为量子相变的标志等.文章将介绍最近在量子相变和几何相位的关系方面的研究进展,并用XY自旋链模型来详细说明.这些结果应会吸引凝聚态和几何相位领域工作的研究人员的关注和兴趣.     

Nonadiabatic geometric quantum computation protected by dynamical decoupling via the XXZ Hamiltonian

Nonadiabatic geometric quantum computation protected by dynamical decoupling combines the robustness of nonadiabatic geometric gates and the decoherence-resilience feature of dynamical decoupling. Solid-state systems provide an appealing candidate for the realization of nonadiabatic geometric quantum computation protected dynamical decoupling since the solid-state qubits are easily embedded in electronic circuits and scaled up to large registers. In this paper, we put forward a scheme of nonadiabatic geometric quantum computation protected by dynamical decoupling via the XXZ Hamiltonian, which not only combines the merits of nonadiabatic geometric gates and dynamical decoupling but also can be realized in a number of solid-state systems, such as superconducting circuits and quantum dots.     

利用暗本征态的绝热演化实现非几何条件相位移动：一种实现量子计算的新方法

利用绝热演化,文章提出一种新的方法以实现量子相位门.这种相位移动既非源于动力学过程,也非源于几何操纵.它来源于暗态本身的演化.基于绝热演化的优点,这种量子逻辑门对实验参量的起伏不敏感.与几何相位门相比,这种相位门更简单,并且保真度可得到进一步提高.文章对这种相位门做一简述.     

利用暗本征态的绝热演化实现非几何条件相位移动:一种实现量子计算的新方法

利用绝热演化，文章提出一种新的方法以实现量子相位门，这种相位移动既非源于动力学过程，也非源于几何操纵，它来源于暗态本身的演化，基于绝热演化的优点，这种量子逻辑门对实验参量的起伏不敏感，与几何相位门相比，这种相位门更简单，并且保真度可得到进一步提高。文章对这种相位门做一简述。     

The geometric phase and ray space isometries

We study the behaviour of the geometric phase under isometries of the ray space. This leads to a better understanding of a theorem first proved by Wigner: isometries of the ray space can always be realised as projections of unitary or anti-unitary transformations on the Hilbert space. We suggest that the construction involved in Wigner’s proof is best viewed as an use of the Pancharatnam connection to ‘lift’ a ray space isometry to the Hilbert space.     

The Quantum Geometric Tensor in a Parameter-Dependent Curved Space

We introduce a quantum geometric tensor in a curved space with a parameter-dependent metric, which contains the quantum metric tensor as the symmetric part and the Berry curvature corresponding to the antisymmetric part. This parameter-dependent metric modifies the usual inner product, which induces modifications in the quantum metric tensor and Berry curvature by adding terms proportional to the derivatives with respect to the parameters of the determinant of the metric. The quantum metric tensor is obtained in two ways: By using the definition of the infinitesimal distance between two states in the parameter-dependent curved space and via the fidelity susceptibility approach. The usual Berry connection acquires an additional term with which the curved inner product converts the Berry connection into an object that transforms as a connection and density of weight one. Finally, we provide three examples in one dimension with a nontrivial metric: an anharmonic oscillator, a Morse-like potential, and a generalized anharmonic oscillator; and one in two dimensions: the coupled anharmonic oscillator in a curved space.     

单模光子在光纤中运动的极化及几何相因子

研究在光纤中运动的单模光子在固定系中的自旋算符表式,在将螺旋度当作不变量的基础上构造使光纤中光子极化面转动的有效哈密顿量,运用与不变量有关的幺正变换方法,获得了光纤中运动光子演化方程(含时薛定谔方程)的精确解,并研究光子在光纤中运动的极化问题,包括几何相因子、总哈密顿量和波函数演化算符的显式. 关键词： 几何相因子 光纤 不变量 幺正变换     

Fidelity susceptibility and geometric phase in critical phenomenon

Motivated by recent developments in quantum fidelity and fidelity susceptibility,we study relations among Lie algebra,fidelity susceptibility and quantum phase transition for a two-state system and the Lipkin-Meshkov-Glick model. We obtain the fidelity susceptibilities for SU(2) and SU(1,1) algebraic structure models. From this relation,the validity of the fidelity susceptibility to signal for the quantum phase transition is also verified in these two systems. At the same time,we obtain the geometric phases in these two systems by calculating the fidelity susceptibility. In addition,the new method of calculating fidelity susceptibility is used to explore the two-dimensional XXZ model and the Bose-Einstein condensate (BEC).