变值测量结构及其可视化统计分布

利用测量计算模型和系统化参量统计方法模拟双态量子交互作用系统,在多种交互作用模式下模拟双路量子干涉测量的统计分布效应.从量子交互作用出发,对Einstein受激发射,MachZehnder干涉仪和Stern-Gerlach自旋测量等测量模式形成测量四元组.利用多变量逻辑函数和变值原理,在N元0-1输入/输出序对上形成变...     

超导量子比特耦合与测控的物理原理

把多个超导量子比特耦合起来并实现对它们的测控是实现超导量子计算的重要一步。作为“物理前沿介绍——超导量子计算”系列的第四篇,本文系统阐述超导量子比特耦合,操控与测量的物理原理,并给出了一套基本的量子操控与测量的流程。作为例子对新近一些超导量子比特实验的设计方案进行讨论,最后对超导量子比特测控基础表征过程给出统一的流程图,并对超导量子计算进行了展望。本文旨在帮助广大高校物理专业教师、高年级本科生、研究生以及对超导量子计算感兴趣的理工科背景读者系统了解操控与测量超导量子比特的物理原理。     

制备-测量量子比特系统的自测试标准

自测试是对所声称量子设备的一种高安全级别验证,仅根据设备观测到的统计数据来确认设备中所制备的量子态和所执行的测量.制备-测量场景下量子系统的自测试可依赖于测量统计关联来实现.目前针对制备-测量场景量子系统自测试的研究比较单一,只有当统计关联满足一定的不等式要求时才能实现其系统的自测试.本文进一步提出了制备-测量场景下量子比特态制备集和测量集实现自测试的新标准,实现了比BB84粒子更多的量子比特态集及测量集的自测试,这有利用满足实际实验对不同量子态集制备的需求.此外,对所提出的标准进行了鲁棒性分析,使新标准在实验噪声下具有实际意义.本文的研究增加了量子比特态制备和测量系统自测试标准的多样性,有利于实际不同非纠缠单量子系统的自测试.     

变值测量结构及其可视化统计分布

利用测量计算模型和系统化参量统计方法模拟双态量子交互作用系统,在多种交互作用模式下模拟双路量子干涉测量的统计分布效应.从量子交互作用出发,对Einstein受激发射,Mach-Zehnder干涉仪和Stern-Gerlach自旋测量等测量模式形成测量四元组.利用多变量逻辑函数和变值原理,在N元0-1输入/输出序对上形成变值测量四元组,建立变值双路模拟模型.变值模型根据:概率、同步/异步、对称/反对称等不同组合条件特征输出统计分布结果,形成2组8个统计直方图.     

量子力学若干基本问题研究的新进展

首先回顾了量子力学诠释的各种研究的思想起源.以量子测量问题为核心,通过介绍和分析最近5年完成的相关实验（如用腔QED展示的量子退相干过程实验和超冷原子which-way实验等）,系统地评述了量子力学若干基本问题研究（包括宏观物体相干性,量子测量的冯*诺伊曼链问题）的新进展,并阐明了其作用与意义.指出了量子力学基本问题的探讨已经走出纯哲学思辨的范畴,开始了大规模的实验检验,而且其研究结果对信息科学有重要的潜在应用.通过基本观念的正确阐释,对量子测量理解方面的某些误解（如超光速现象）给予一定程度的澄清.最后,通过介绍霍夫特(G.′tHooft)最近在量子力学方面的工作,展望了量子力学今后的可能发展.     

在变值测量模拟中的条件概率统计分布

针对常见的两类量子交互干涉实验,Young 氏双缝干涉和超低强度长时间曝光量子交互结果显示出的明显波动统计分布特性,本文基于另一种经典概率测量模型Bayes统计依据的条件概率方法,提出条件概率变值测量模型,建立了测量模拟方法,给出了不同参量的测量公式,并对相关的重要条件进行描述.通过2个具体例子按每个函数形成四组16个...     

划时代的量子通信——写给世界第一颗量子科学实验卫星“墨子号”

量子通信领域的主要两个研究方向,一个是为经典信息传输做量子加密的"量子密钥分发",另一个是利用量子纠缠传输量子比特的"量子远程(隐形)传态"。文章以"墨子号"量子科学实验卫星的实验任务为线索,首先讲述量子密钥分发中的BB84协议的原理和应用,并系统性介绍量子比特、量子不可克隆定理、量子纠缠、贝尔不等式等概念,以及量子远程(隐形)传态的原理。文末简要介绍"墨子号"量子科学实验卫星和配套地面站的系统构成,以及空间量子通信的发展趋势。     

2012年诺贝尔物理学奖获得者

北京时间10月9日诺贝尔奖委员会官方网站向外界报道,法国物理学家塞尔日·阿罗什和美国物理学家大卫·维因兰德因"提出了突破性的实验方法,使测量和操控单个量子体系成为可能"从而获得2012年诺贝尔物理学奖。瑞典皇家科学院称,两位科学家分别发明的实验方法,可以在保持量子特性的同时,测量与操控单光子。他们开启了量子物理学的新领域,使得在不破坏量子结构的前提下直接观察单光子。他们的工作使以前爱因斯坦等科学家关于量子动力学的假设有了实证可能。塞尔日·阿罗什和大卫·维因兰德各自独立发明和发展了测量及操控单个粒子的方法,     

凝聚相中电子相干态的二维电子光谱测量（英文）

可见光波段的傅里叶变换二维电子光谱可用于对凝聚相分子复杂动力学过程的直接测量,包括量子相干现象.本文在对二维电子光谱原理的理解和对其物理本质更为直觉描述间做了一些铺垫,起到普及二维电子光谱的作用.重点阐述了二维电子光谱在测量电子相干态过程中是如何克服来自于量子力学原理的两大限制,即不确定性原理和测量导致的波包坍缩,并最终实现以本征态能级差为量子拍频的相干态测量.重点讨论了纯电子态相干、电子态与单模振动态耦合的相干,以及电子态与多模振动耦合形成的相干态所导致的复杂的量子相干现象.最后简要讨论了区分电子态相干及电子态-振动态耦合相干态的最新实验进展.     

单个量子体系的测量与操控

2012年诺贝尔物理学奖已颁发给Serge Haroche和David J.Wineland,表彰他们"开拓了测量与操控单个量子体系的实验方法".本文从近代量子物理发展史的角度介绍他们二人工作的意义.     

光学干涉仪测量极限的本科实验教学演示研究

光学干涉仪是广泛应用于量子精密测量的一种重要的光学仪器,然而由电磁场真空涨落引起的光量子噪声,限制了光学干涉仪的测量精度。为了获得更高的测量精度,测量并分析光学干涉仪的性能成为必然,其中信噪比和最小可探测值是目前最常用的分析光学干涉仪性能的主要参数。然而,在目前本科实验教学中,光学干涉仪通常被用于观察光干涉原理,缺乏对光学干涉仪性能分析的实验演示,因此本文利用Mach-Zehnder干涉仪,测量相位调制器引起的相位差变化,实现光干涉原理验证的同时,重点演示了光学干涉仪信噪比和最小可探测值的测量方法。通过本实验,本科生一方面可以直观地掌握光学干涉仪性能参数的测量方法,另一方面掌握提高测量精度的实验技术手段,为量子精密测量技术的进一步发展提供人才储备。     

量子态统计测量电路探讨

本文讨论了超导隧道结(SIS)从零电压态跃迁到正常态过程的量子特征.对SIS结的临界电流的统计分布测量的可行性作了探讨.由于SIS结的临界电流是温度敏感的量,并且,其量子跃迁的电流变化很小, 因此,对温度的稳定性和测量的精度均要求很高.我们提出了一种改进的以测量时间间隔的方法取代直接测量临界电流的方法的测量方案,去测量SIS结从零电压态跃迁到正常态过程临界电流变化的统计分布.电路的计算机模拟表明,这种方法较直接法有更好的精度. 实验上的测量在准备中.     

基于机器视觉的量子点STM形貌图像识别研究

为减轻量子点表面形貌分析过程中的人工工作,使量子点的STM图像分析更加自动化,基于机器视觉对衬底的斜切角及量子点的形貌特性展开研究.利用腐蚀和边缘检测提取台阶形状,并通过反三角变换计算斜切角.利用二值化和阈值下降对量子点的数量与空间坐标进行提取,在此基础上,通过邻域密度计算分析其均匀性,并在解决图像中的粘连问题后找出量子点的尺寸.实验结果显示,与人工统计相比,斜切角、量子点计数及尺寸的平均误差分别为5.02%, 0.7788%及1.12%;并实现量子点均匀性的自动化统计与分析.基于机器视觉算法的自动识别过程,对协助研究者分析量子点表面形貌有实际意义.     

量子理论若干基本问题研究的新进展

本文结合最近的典型量子物理实验 ,如用冷原子Bragg散射实现的“which way”实验 ,量子退相干过程的微腔QED检验和C60 分子的量子干涉等 ,比较系统地介绍了量子理论基本问题若干研究的新进展 ,特别强调了处于其核心的量子测量问题及其相关的基本概念和基本思想 ,如EPR佯谬和Bell不等式 ,量子退相干和量子纠缠。从理论和实验结合的角度 ,本文阐述了被测系统和测量仪器的相互作用怎样导致量子测量的一般动力学过程。由此还讨论了外部环境和内部运动怎样诱导量子退相干和量子耗散 ,对“薛定谔猫佯谬”和“宏观物体空间局域化描述”给出了可能的物理解释。最后 ,通过具体例子 ,本文简单地讨论了量子物理基本问题的研究结果对量子信息的应用     

量子点接触对单电子量子态的量子测量

研究了用介观量子点接触(QPC)对单电子两态和多态系统的量子测量问题.发现,在任意测量电压下,该测量问题不能用标准的Lindblad量子主方程描述.考虑了测量仪器和被测系统之间的能量交换对细致平衡关系的影响,对该问题提供了一个恰当的理论描述,并对未来的固态量子测量和量子反馈控制可能产生一定影响. 关键词： 量子测量 量子比特 细致平衡 退局域化     

安徽量子通信技术有限公司

<正>量子密钥分发实验系统(BB84)利用量子态的不确定原理、量子态不可克隆原理、量子不可分原理等,将信息编码在单光子的量子态上,可完成量子密钥分发,结合一次一密的加密方式,可实现理论上的无条件安全保密通信。搭建量子密钥分发实验光路学习量子密钥分发BB84协议掌握量子信息编码方法实现量子保密通信全过程开发量子保密通信新的应用小型纠缠源实验系统性能指标波长:810nm。单路计数率:100kps符合计数率:6kps纠缠品质:92%泵浦光功率:0~100mw符合计数器门宽:3ns~10ns应用高亮纠缠光子源高亮单光子源量子成像极化关联曲线实验四种Bell态的制备Bell不等式测量单、双光子干涉实验     

脉冲激光作用下的量子定位实验方案的设计及分析

基于量子相干和量子空间定位的原理,设计了量子空间定位的实验方案.讨论了在脉冲激光作用下,由第二类自发参量下转换所产生的纠缠光子对的光谱特征、对应的相干函数特点以及对量子定位的影响.结果表明,随着激光脉冲宽度的增加,纠缠光子对的相干性减小,量子定位的测量准确度降低.     

腔光力学系统中的量子测量

腔光力学系统近年来迅猛发展, 在精密测量、量子传感等方面已展现出重要的应用价值. 特别是与微纳技术和冷原子技术结合后, 这一系统正发展成为研究量子测量与量子操控的理想平台. 本文首先综述腔光力学在量子测量, 尤其是量子测量基础理论研究方面的进展; 然后分析腔光力学系统中的量子测量原理; 最后介绍我们近来在这方面的研究进展, 并通过我们设计的一系列新颖的基于腔光力学系统的量子测量方案来具体展示该系统在量子测量、量子操控等方面的潜在应用.     

脉冲激光作用下的量子定位实验方案的设计及分析

基于量子相干和量子空间定位的原理,设计了量子空间定位的实验方案.讨论了在脉冲激光作用下,由第二类自发参量下转换所产生的纠缠光子对的光谱特征、对应的相干函数特点以及对量子定位的影响.结果表明,随着激光脉冲宽度的增加,纠缠光子对的相干性减小,量子定位的测量准确度降低.     

量子理论若干基本问题研究的新进展

本结合最后的典型量子物理实验,如用冷原子Bragg散射实现的“which-way”实验,量子退相干过程的微腔QED检验和C60分子的量子干涉等,比较系统地介绍了量子理论基本问题若干研究的新进展,特别强调了处于其核心的量子测量问题及其相关的基本概念和基本思想,如EPR佯谬和Bell不等式,量子退相干和量子纠缠,从理论和实验结合的角度本阐述了被测系统和测量仪器的相互作用怎样导致量子测量的一般动力学过程,由此还讨论了外部环境和内部运动怎样诱导量子退相干和量子耗散,对“薛定谔猫佯谬”和“宏观物体空间局域化描述”给出了可能的物理解释,最后,通过具体例子,本简单地讨论了量子物理基本问题的研究结果对量子信息的应用。