C60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.     

薛定谔之超导量子干涉器件

 大家知道,量子力学的奠基人之一,奥地利物理学家薛定谔（ＥｒｗｉｎＳｃｈｉｒｏｄｉｎｇｅｒ１８８７－１９６１）曾通过他建议的一个假想实验：薛定谔之猫,把适用于微观世界的量子力学概念推广应用到宏观世界．想象有一只猎和一瓶氰化钾一起被关在一个封闭的箱子里．装氰化钾的瓶子位于一个锤子下面,锤子的状态由一个放射性源（如铀）所控制．当第一个铀原子蜕变时,锤子下落打碎玻璃瓶,氰化钾的毒气放出来,猫被毒死,但按照量子力学原理,我们不能准确地说出第一个铀原子在什么时候蜕变,只能用概率来表达;例如,在一分钟里,铀原子发生或不发生蜕变的概率各为５０％．     

“薛定谔猫”—宏观量子叠加态

综述了近年来在量子光学方面关于“薛定谔猫”态的研究进展，包括其渊源，定义，制备，性质和可能的应用，“薛定谔猫”态本质上是两个宏观可区分的态相干叠加，它涉及量子力学的基本问题，对样一个问题进行研究，将有助于对量子力学的解释进行探讨。     

原子薛定谔猫态中角动量的压缩及其时间演化

在低Q值腔内，原子相干态在一些特定时刻可以演化为原子薛定谔猫态.讨论了在这种原子薛定谔猫态中原子角动量的涨落和高阶涨落.根据不确定性原理，进一步研究了原子角动量的压缩和高阶压缩性质及其演化.研究表明，原子薛定谔猫态可以被压缩到二阶和六阶，但不能被压缩到四阶.当原子薛定谔猫态中被叠加的原子相干态数为无限多项时，其压缩特性与原子相干态相同. 关键词： 原子相干态 薛定谔猫态 角动量压缩 Bloch态     

利用两个EPR态完全隐形传输四粒子W态

为了减少量子隐形传态中的测量次数和运算量,提出了一个利用两个EPR对作为量子信道,实现四粒子W纠缠态的隐形传输的方案.发送者Alice只需利用16个正交完备测量基对要传送的未知四粒子纠缠W态和两个EPR对中属于自己的粒子做一次正交完备基测量,然后将测量所产生的16种塌陷态结果通过经典信道告知接收者,接收者Bob根据这些信息,通过引入两个辅助粒子B3B4,并对手中拥有的粒子做适当的Toffoli门、C-Not门、Pauli-X门、Pauli-Z门变换,就能将16种畸变态全部恢复到发送者Alice欲传送的未知四粒子原始量子态,从而以100%的概率实现四粒子纠缠W态的隐形传输.利用量子力学波函数的叠加原理和变换算符的思想,很容易得出正交完备基测量后的16种塌陷态表达式和接收者Bob所做的由量子门组成的幺正变换的表达式.该方案中由于采用了正交完备基测量的方法,大大减少了发送者所需要做的测量计算,而且整个方案只需要一次正交完备基测量和由各种量子逻辑门组成的简单幺正变换,实现更为容易.     

真空场注入4SMES光场广义电场的4m+2次和压缩

根据量子力学中态的线性叠加原理,构造了由多模真空态、多模相干态、多模相干态的相反态和多模虚相干态的线性叠加所组成的真空场注入四态叠加多模纠缠态(即4SMES)光场.利用多模压缩态理论研究了上述光场中广义电场分量的等幂次高次和压缩特性.结果发现:真空场注入4SMES光场是一种典型的四态叠加多模非经典光场;在一定条件下,该光场的广义电场分量可呈现出周期性变化的广义非线性等幂4m+2次和压缩效应.     

真空场注入4SMES光场广义电场的4m+2次和压缩

根据量子力学中态的线性叠加原理,构造了由多模真空态、多模相干态、多模相干态的相反态和多模虚相干态的线性叠加所组成的真空场注入四态叠加多模纠缠态(即4SMES)光场.利用多模压缩态理论研究了上述光场中广义电场分量的等幂次高次和压缩特性.结果发现:真空场注入4SMES光场是一种典型的四态叠加多模非经典光场;在一定条件下,该光场的广义电场分量可呈现出周期性变化的广义非线性等幂4m+2次和压缩效应.     

薛定谔之猫仍然令人困惑

著名的薛定谔之猫的佯谬从量子力学的原理出发,得出一个怪诞的结论：猫可以同时处于活的和死的两种物理状态．在现实生活中,像猫那样的大物体显然不能处于两种或多种状态叠加的状态．这个佯谬通常是通过量子退相干来解决的．     

关于态叠加原理

据说,狄拉克在《量子力学原理》一书中最早系统地阐述了量子力学里的态叠加原理[1].然而,到了晚年,狄拉克关于量子力学基本概念的看法有了重大的变化.在1970年的一次讲话中[2],他说道:“不可对易性果真是量子力学的主要的新概念吗?以前我一直认为是这样,但近来我开始怀疑并且设想,从物理学的观点看来,不可对易性也许并不是唯一的重要概念,或者有某种更深一层的观念,某种由量子力学带来的、在我们通常的概念中引起的更深刻的变革……我相信,几率幅概念也许是量子理论的最根本的概念.” 狄拉克接着说,几率幅的出现“给了我们一个同日常生活中…     

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     

三维类猫态的受控概率量子隐形传态

提出两种对三维三粒子类猫态的受控概率隐形传态方案.首先用一个部分三维五粒子纠缠态作为量子信道来实现,再用两个部分三维两粒子态和一个部分三维三粒子态作为量子信道来实现.两种方案的经典信息代价不同,成功的概率也不同.     

通过纠缠交换实现N粒子任意态的概率传态

量子隐形传态的杰出安全特性使其在未来的通讯领域充满潜力.量子力学的不确定性原理和不可克隆定理禁止对量子态进行直接复制,因此,量子隐形传态将量子态划分为经典和量子两部分,信息分别经由经典和量子通道从发送者Alice传递给远方的接收者Bob,根据这两种信息,Bob实行相应操作就可以以一定的几率重建初始传送态.利用一般意义的隐形传态方案,提出一种简便的新方法实现了一个N粒子任意态的概率传态.方法采用N个非最大纠缠的三粒子GHZ态作为量子通道,避免了引入额外的辅助粒子.为了实现传态,Alice将所有粒子分成N份,对第i份的粒子对(i,x_i)实行Bell测量并将结果通过经典通道通知Bob,Bob对粒子(y_i,z_i)进行相应的操作就可以完成第i个粒子信息的传送.当完成N次相似的重复操作后,Bob就可以准确地重建初始传送态.文中以Bell态测量为基本手段,重复的操作同时也降低了实验难度,作为一个特例,文中给出了一个两粒子任意态的传态方案.     

光子扣除(增加)压缩真空态与压缩猫态的保真度

解析推导了任意光子扣除(增加)压缩真空态与压缩猫态的保真度. 研究表明,无论是光子增加还是光子扣除,最大保真度都随光子增加或扣除数目的增加而增加,且最大保真度对应的叠加态振幅也增加;此外,对于相同数目的增加和扣除光子数,光子增加后的最大保真度所对应的叠加态振幅比光子扣除所对应的叠加态振幅要大,而最大保真度略小一些. 尽管目前从实验上实现光子增加比光子扣除困难较大,但光子增加也可以成为获得大振幅猫态的一个有力手段. 关键词： 光子扣除压缩真空态 光子增加压缩真空态 压缩猫态 保真度     

交叉电磁场中氢原子外势阱态的有效布居

在交叉的电场和磁场中,氢原子势能面具有双阱结构.本文通过施加时变的电场,将库伦内阱量子态绝热转移到外阱的叠加态.使用量子力学方法对制备方案开展了数值模拟,研究了电场的非绝热效应对末态波函数几率分布、原子存活几率、波函数位置期望值及能级分布的影响.结果表明,较大的时间参数能够更加高效的将电子波包布居到外阱中能级较低且能量分布较窄的叠加态,且末态原子表现出巨大的电偶极矩.     

复合斯特恩-盖拉赫实验中的量子力学基本原理

从一个复合斯特恩-盖拉赫实验装置的结果分析,逐步引入量子力学的基本知识,包括二维希尔伯特空间中波函数、自旋算符具体形式、态叠加原理,测量理论、不确定关系和波函数随时间演化的薛定谔方程等。     

国内研究生入学量子力学考题选析(上)

我们对所搜集到的国内研究生入学量子力学考题进行了初步分析,尽管各专业对量子力学的要求不尽相同,但大都有以下两个特点: 一、考察考生对量子力学的基础知识掌握情况,基本训练的扎实程度和解决简单问题的能力的基本题目.(此类题目约占百分之六十) 二、考察考生是否有清晰的物理思想,是否具有较灵活地运用量子力学的基本理论和方法分析解决问题的能力.这类题目灵活性较大,涉及的知识面较广,综合性较强. 下面我们就从以上两个方面介绍和分析一部分考题,主要是一些较难的或较新的题目. 一、基本题目 [题1]态叠加原理的一般说法如下:“如果和…     

多腔场猫态制备新方案研究

我们提出了一个制备多腔场薛定谔猫态的新方案.在这个方案里,我们需要一个两能级原子和几个铜的单模腔.其中,原子跃迁频率与各腔场频率是大失谐的.将原子同时注入几个腔中,原子与各腔同时发生相互作用.系统按大失谐情况下J-C模型演化.着重讨论了三腔场薛定谔猫态的制备,我们的方案可以很容易被推广到多腔场薛定谔猫态的制备.     

V型三能级原子与双模光场相互作用的演化及Schrodinger猫态的制备

详细研究了一个V型三能级原子与双模光场的相互作用.结果表明:在原子与场的失谐量较大的情况下,基态能级可被绝热消除,从而把这一模型简化为一个等效的二能级原子与双模场相互作用的非简并Raman耦合模型,分别得出了非简并Raman耦合模型和简并Raman耦合模型系统的改进型有效哈密顿量和波函数.在此基础上通过对腔中原子进行选态测量,提出一种由具有可控权重因子和位相的相干叠加态组成的制备Schrdinger猫态的新方案.     

四粒子纠缠的一般W态的退纠缠和W态的概率隐形传态

我们推广地得到了到四粒子纠缠的一般W态,给出了一般W态的不同退纠缠的条件,得到了一个新的二粒子的一般W态,并得到对于四粒子纠缠的一般W态而言,其系数α1,α2和α3从一个直到全部为零时,这一般的|ΨW〉依次有一个粒子,二个粒子和最后全部粒子退出纠缠。还给出了一个利用四个二粒子纠缠态作为量子信道来传送四粒子纠缠W态的方案,并且进一步给出了当量子信道为非最大纠缠态时,四粒子纠缠的一般W态的隐形传态的一个方案,同时通过构造一个5×5对角投影变换矩阵,解决了使用一般纠缠量子信道并不再引入辅助态时,态畸变的恢复问题.并且这里的对角投影变换UM也与以往文献中的不同,而且比过去文献的讨论更直接.因本文的研究是一般性的,本文关于对角的投影变换矩阵UM的变换方法等可以直接推广到任意一般纠缠信道的一般纠缠态的概率隐形传态。     

一维谐振子量子运动中的经典特性

利用量子力学的态叠加原理和算符劈裂法,对处于一维谐振子势中的初始态为高斯波包的中心位置的量子运动进行了研究.结果表明:其中心位置的量子运动呈现出经典谐振子的运动特性;波包的初始位置和初始时刻所加动量对波包中心位置量子动力学的影响与经典谐振子类似条件对运动的影响有相同的性质.本结果对理解复杂量子运动中的高斯波方法有一定的启示作用.