求解三模耦合谐振子精确能谱的一种方法

基于相空间中的幺正转动变换,利用有序算符内的积分技术,得到了相空间中转动算符、傅里叶变换算符和宇称算符的相干态表示.进而引入并利用相空间中的三模转动算符,简捷地实现了三模坐标-动量耦合谐振子哈密顿量的退耦合,给出了该耦合形式谐振子的精确能谱及其能量本征态.     

关于多比特电路量子动力学系统中光子自由度的消除方案研究

基于超导传输线和超导量子比特相互耦合的电路量子电动力学（quantumelectrodynamics,QED）系统,是研究固态量子信息和量子测量与控制的理想实验平台．本文在已有工作（单比特电路QED）基础上,进一步研究多比特电路QED系统．具体通过对两比特系统的量子测量和量子控制动力学的模拟,检验了“绝热消除”和“极化子变换”两种消除微腔光子自由度方法的适用条件．和单比特情况不同,我们特别检验了两比特系统Bell纠缠态的“确定性”制备问题．在量子路径水平上模拟发现,由于反馈操作引起量子比特状态翻转,使得极化子变换方法失效,它所导出的“有效测量算符”（其中含有非平庸的“宇称项”）此时也将变得没有意义．     

角动量问题浅析

大学物理教学中,一些基本概念的讲授不仅对于物理概念本身的深化十分重要,而且对于现代物理学思想的把握和对后续课程的学习也具有十分重要的作用.通过讨论角动量及其在宇称变换下的性质,我们介绍了轴矢量的概念,并在量子力学层次对宇称变换进行了分析,将量子力学层次的态函数和场算符进行了分类,同时说明了在基本粒子物理研究当中对复合粒子进行分类时一个重要的量子数——宇称.     

宇称时间对称性声学

对称性是自然界中最基本的物理属性之一。很多物理现象都与对称性相关联。例如,量子力学中描述具备一定对称性微观物理过程采用厄米—哈密顿算符,其中厄米性不仅确保算符本征值为实数,而且使微观过程满足几率守恒。1998年,Bender和Boettcher发现存在一类非厄米—哈密顿算符,它们的本征值也为实数并满足几率守恒。这类非厄米哈密顿算符最为典型的特征是满足宇称时间对称性。由于时变薛定谔方程和近轴波动方程形式具有相似性,故可进一步将宇称时间对称性引入经典波开放体系。文章回顾了量子体系中宇称时间对称破缺的发现过程,介绍了宇称时间对称性声学的理论模型,以及近期发现的一些奇异效应,并展望了宇称时间对称性声学的研究前景。     

QED是否还有新参数?

量子电动力学(QED)可以允许宇称破坏的费米子质量项,并由此引进一个新参量.这时不存在守恒的空间反演算符,并有明显的宇称破坏效应-电偶极矩.在手征变换下,在纯规范部分出现宇称破坏项.这一项不是对时间的全微商,所以对规范场的运动方程有贡献.用一个双联(dual)转动可以反手征转动前后的电磁场联系起来.第二类电磁场方程变成非齐次,并破坏宇称守恒.     

三粒子纠缠W态隐形传态的正交完备基展开与算符变换

先是对利用单个两粒子及单个三粒子纠缠态作为量子信道实现三粒子纠缠W态的隐形传态方案进行讨论.然后由波函数的叠加原理与算符变换出发,将体系的总量子量按照Bell基展开实现量子隐形传态,给出了变换算符与实际操作算符之间的联系.进一步验证出变换算符可逆是成功实现三粒子纠缠W态隐形传态的必要条件的结论. 关键词： 三粒子纠缠W态 Bell基展开 变换算符 隐形传态     

量子隐形传送态的正交完备基展开与算符变换

由波函数的叠加原理与变换算符出发，以三对任意纠缠的粒子作为量子通道对一个任意的三粒子态实现隐形传送为例，将体系的总量子态按Bell基展开，理论上接受者只需直接对自己拥有的粒子进行相应的变换，可使这三粒子恢复原始量子态，从而实现任意量子态的隐形传送.给出了变换算符与实际操作算符的联系.进一步可得出变换算符可逆是成功实现量子隐形传送的必要条件. 关键词： Bell基展开 隐形传送 变换算符     

计算量子光场态的Wigner函数的新方法

我们提出计算量子光场态的Wigner函数的新方法,即注意到任何光场态都可以用Fock空间中的粒子数态|m〉展开,所以我们先给出|m〉〈n|算符的Weyl排序形式,再利用Weyl排序算符的性质和算符经典对应的规则,以及相似变换下Weyl排序的算符的序不变性,就可以原则上求出任何光场态的Wigner函数。     

N粒子量子态的隐形传送的理论分析

在量子态的隐形传送中,如果要对一个任意N粒子态实现隐形传送,发送者Alice 和接受者Bob 之间须建立一个非局域的2N个纠缠粒子作为量子通道,发送者对需传送的N粒子量子态与属于自己的纠缠对中的粒子分别进行N次Bell基测量,则将有2~(2N)个塌陷态,即有2~(2N)个变换算符,本文推导出变换算符的计算公式,并给出这2~(2N)个变换算符之间的关系,从而使接受者对自己拥有的粒子进行相应的变换大为简便,进一步由变换算符性质分析量子隐形传送的必要条件及成功几率.     

单光分束器的量子变换算符研究

针对理想情况下单光分束器,得到了其对应的变换矩阵.用相干态表象和有序算符内积分技术,给出其对应的幺正变换算符.纠缠态的实验制备方案,说明单光分束器在量子信息源研究中具有十分重要的作用.     

介观电子谐振腔量子能谱与能量的量子涨落

针对介观电子谐振腔模型,在由电荷算符本征态构成的新Fock空间中,假设系统具有变换的对称性,通过求解Hamilton算符的本征值方程,给出系统的量子能谱关系.在电荷算符的Fock态下计算能量的量子涨落,分析和研究电子谐振腔的量子能谱性质.结果表明:类似于电荷的量子性,能谱明显地呈现出离散性,其大小决定于谐振腔的电参量、形状因子及栅极所加偏压等因素;而能量的量子涨落却仅与电荷量子、Planck常数以及系统自感有关.     

从狄拉克表象到量子层析教学研究

介绍利用表象变换理论及有序算符内的积分技术(IWOP)构造的高斯积分理论,提出表象理论的新应用,即通过表象变换提出如何从狄拉克表象引入量子层析概念的方法和捷径.     

基于纠缠态表象的复脊波变换理论

本文基于连续变量量子态构造小波变换的研究结果, 从经典信息的连续脊波变换出发, 利用有序算符内ket-bra型积分, 构造连续复脊波变换对应的量子算符和表象表示, 采用表象的内积运算与态矢投影展开, 研究量子光学态的复脊波变换理论. 关键词： 有序算符内积分技术 复脊波变换 纠缠态表象 相干态     

二维耦合量子谐振子的本征值和本征函数

运用广义线性量子变换理论,给出一类二维耦合量子谐振子的能量本征值、本征函数、坐标和动量算符在能量表象中的矩阵元及演化算符.     

Wigner算符的正规乘积形式和相干态形式的应用

本文导出了Wigner算符的正规乘积形式和相干态形式及其若干应用, 其中包括若干新量子算符公式的导出, Moyal定理的相干态推广, 计算以前文献未曾得到的若干与经典函数对应的量子Weyl算符以及若干与量子算符对应的Weyl经典函数.     

键长-键角和Radau坐标下哈密顿算符在傅里叶基组表象下的厄米性

在量子动力学计算中,有时候为了规避奇点问题或者节省计算量,我们经常需要对哈密顿量进行变换. 然而,在使用傅里叶基矢计算时,哈密顿量的变换形式容易导致哈密顿矩阵失去厄米性,进而有些情况下使数值计算变得不稳定. 本文主要讨论构建具有厄米性的哈密顿算符的方法. 以三原子分子为例,构建了键长—键角和Radau坐标下描述分子运动的各种形式的哈密顿量. 基于这些哈密顿量,采用含时波包方法计算了OClO分子的吸收光谱,讨论了非厄米性矩阵对计算结果的影响. 本文所得到的结论对基于基函数展开的量子动力学计算都是适用的.     

光束分离器算符的分解特性与纠缠功能

光束分离器是量子光学中的基本线性器件之一, 它在量子纠缠态的制备与测量上起着重要作用. 基于光束分离器(BS)对算符的矩阵变换关系, 本文导出了BS算符在若干表象中的自然表示. 利用这个自然表示(而非SU(2)李代数关系)及有序算符内的积分技术, 可直接导出BS算符的正规乘积、紧指数表示及多种分解形式. 此外, 可直接导出一种纠缠态表象及其Schmidt分解. 这对于讨论连续变量量子隐形传输是十分方便的. 关键词： 光束分离器算符 纠缠态表象 有序算符内的积分技术 Schmidt分解     

Wel对应、Wigner算符及其相干态推广

经典力学量与量子算符之间通常由 Ｗｅｙｌ对应规则联系，本文从 Ｗｅｙｌ对应的定义出发，讨论了它的实质，论述了它在求量子平均与转换矩阵元方面的应用，导出了Ｗｅｙｌ对应中的积分核——Ｗｉｇｎｅｒ算符的相干态形式和正规乘积形式，在这种新形式下，对于导出一些量子算符公式和量子括号的经典极限，以及求产生和消灭算符函数的Ｗｅｙｌ经典对应函数都是非常方便的．     

介观电容耦合LC电路在有限温度下的能量及热效应

由正则量子化方法导出了介观电容耦合LC电路体系的哈密顿算符, 利用幺正变换使哈密顿算符对角化. 用系综理论给出了体系的平均能量及其涨落, 在此基础上, 借助于广义Hellmann-Feynman定理, 讨论了有限温度下电路体系中电荷与自感磁通的量子涨落. 结果表明, 体系中电荷与自感磁通的量子涨落不仅与电路元件参数有关, 而且还与温度有关. 关键词： 介观电路 量子涨落 广义Hellmann-Feynman定理 有限温度     

介观电容耦合LC电路在有限温度下的能量及热效应

由正则量子化方法导出了介观电容耦合LC电路体系的哈密顿算符, 利用幺正变换使哈密顿算符对角化. 用系综理论给出了体系的平均能量及其涨落, 在此基础上, 借助于广义Hellmann-Feynman定理, 讨论了有限温度下电路体系中电荷与自感磁通的量子涨落. 结果表明, 体系中电荷与自感磁通的量子涨落不仅与电路元件参数有关, 而且还与温度有关.