第四讲 量子对策论

量子对策论是量子信息学的新兴分支,是经典对策论与量子信息学两门学科的交叉学科.由 于引入了量子力学中的量子叠加性和纠缠态,量子对策得出了与经典对策迥然不同的结果.     

纪念普郎克发现量子论100周年

简要地回顾了普郎克发现量子论和由量子论发展为量子力学的简明历程,以及量子力学对科学和人类社会的贡献,讨论了科学创新的评价标准问题,指出量子力学应得到最高的评价,亦即是美学评价标准、学术评价标准和实践评价标准的统一,还讨论了江泽民主席所提出的“三个代表”的理论,指出这一理论应成为评价一切科学工作的根本标准,也是评价我国各方面工作的根本标准,指出我国科学工作除了要集中力量于解决足以影响国民经济或国防建设的全局的8－10个重大科学技术问题外,还要集中一定的力量于看起来是“无用”的基础研究,当前正在发展中的物理学的第四次大突破,就是值得关注的问题之一。     

量子理论的诞生和发展——从量子论到量子力学

简要叙述 ,从普朗克 190 0年首次对电磁波提出量子假设到狄拉克 192 8年对电子提出相对论性方程这段时间内 ,量子理论特别是量子力学诞生和发展的演化过程 .内容分黑体辐射和量子假设 ;老量子论的兴与衰 ;第一条通向量子力学的路———对应原理 ,包括矩阵力学 ,狄拉克的q -数 ;第二条通向量子力学的路———波粒二象性 ,波动力学 ;以及量子力学初步成长 (指 192 7年的表象理论、不确定关系、氦原子及氢分子和 192 8年的狄拉克相对性电子理论 )五个部分 .     

用虚量子理论研究重离子束—靶相互作用

本文将虚量了理论用于重离子束与靶相互作用过程中靶原子的Ｋ壳层电子的离子化以及入射重离子的Ｋ壳层电子的激发与离化，这一简单模型所提供的理论结果与实验符合得很好。     

量子理论的诞生和发展—从量子论到量子力学

简要叙述,从普郎克1990年首次对电磁波提出量子假设到狄拉克1928年对电子提出相对论性方程这段时间内,量子理论特别是量子力学诞生和发展的演化过程,内容分墨体辐射和量子假设;老量子论的兴与衰;第一条通向量子力学的路－对应原理,包括矩阵力学,狄拉克q－数;第二条通向量子力学的路－波粒二象性,波动力学;以及量子力学初步成长（指1927年的表象理论、不确定关系、氮原子及氢分子和1928年的狄拉克相对性电子理论）五个部分。     

THE CAUSAL INTERPRETATION OF QUANTUM FIELDS AND THE VACUUM

We consider some conceptual aspects of the causal interpretation of quantum fields as it applies to the vacuum. We will contrast this with the view of the vacuum according to Bohr's principle of complementarity.     

量子理论开创计量新时代

本文通过物理学计量标准的变革，说明量子理论在当代科学技术发展中起着重要的作用．     

铁磁性的量子理论

本文用双时格林函数方法计算了铁磁性金属在整个温度范围内的自发磁化强度和磁各向异性常数K₁。计算中考虑了平均每个原子的d电子数非整数的事实和同一原子内d电子之间的交换作用。所得结果较普通Heisenberg模型的有所改进。K₁随温度的变化性质可以得到定性的解释。     

A SUGGESTIVE WAY OF DERIVING THE QUANTUM PROBABILITY RULE

The familiar modulus squared form of all quantum mechanical probabilities is derived from an assumption of equal a priori probabilities concerning the final states available.     

广义量子干涉原理及对偶量子计算机

我们综述最近提出的广义量子干涉原理及其在量子计算中的应用.广义量子干涉原理是对狄拉克单光子干涉原理的具体化和多光子推广,不但对像原子这样的紧致的量子力学体系适用,而且适用于几个独立的光子这样的松散量子体系.利用广义量子干涉原理,许多引起争议的问题都可以得到合理的解释,例如两个以上的单光子的干涉等问题.从广义量子干涉原理来看双光子或者多光子的干涉就是双光子和双光子自身的干涉,多光子和多光子自身的干涉.广义量子干涉原理可以利用多组分量子力学体系的广义Feynman积分表示,可以定量地计算.基于这个原理我们提出了一种新的计算机,波粒二象计算机,又称为对偶计算机.在原理上对偶计算机超越了经典的计算机和现有的量子计算机.在对偶计算机中,计算机的波函数被分成若干个子波并使其通过不同的路径,在这些路径上进行不同的量子计算门操作,而后这些子波重新合并产生干涉从而给出计算结果.除了量子计算机具有的量子平行性外,对偶计算机还具有对偶平行性.形象地说,对偶计算机是一台通过多狭缝的运动着的量子计算机,在不同的狭缝进行不同的量子操作,实现对偶平行性.目前已经建立起严格的对偶量子计算机的数学理论,为今后的进一步发展打下了基础.本文着重从物理的角度去综述广义量子干涉原理和对偶计算机.现在的研究已经证明,一台d狭缝的n比特的对偶计算机等同与一个n比特+一个d比特(qudit)的普通量子计算机,证明了对偶计算机具有比量子计算机更强大的能力.这样,我们可以使用一台具有n+log<,2>d个比特的普通量子计算机去模拟一个d狭缝的n比特对偶计算机,省去了研制运动量子计算机的巨大的技术上的障碍.我们把这种量子计算机的运行模式称为对偶计算模式,或简称为对偶模式.利用这一联系反过来可以帮助我们理解广义量子干涉原理,因为在量子计算机中一切计算都是普通的量子力学所允许的量子操作,因此广义量子干涉原理就是普通的量子力学体系所允许的原理,而这个原理只是是在多体量子力学体系中才会表现出来.对偶计算机是一种新式的计算机,里面有许多问题期待研究和发展,同时也充满了机会.在对偶计算机中,除了幺正操作外.还可以允许非幺正操作,几乎包括我们可以想到的任何操作,我们称之为对偶门操作或者广义量子门操作.目前这已经引起了数学家的注意,并给出了广义量子门操作的一些数学性质.此外,利用量子计算机和对偶计算机的联系,可以将许多经典计算机的算法移植到量子计算机中,经过改造成为量子算法.由于对偶计算机中的演化是非幺正的,对偶量子计算机将可能在开放量子力学的体系的研究中起到重要的作用.     

量子阱器件的原理和应用

详细地描述了量子阱器件的工作原理，并介绍了它在几个方面的应用。     

双波长飞秒激光器量子理论研究

本文建立了一个不涉及具体光腔结构的双波长固体飞秒激光器模型,分析了群达弥散(GVD)、自相位调制(SPM)、交叉耦合、损耗调制和增益放大的动态平衡过程.从场算符的定义出发,导出了双波长飞秒激光器的量子锁模方程组,并且将该量子销模方程组化为经典锁模方程组.结果表明,该方程组和非线性薛定谔方程有着类似的结构,方程组存在稳定的脉冲解,因而从理论上证明了双波长飞秒激光器可以实现双波长同时锁模.     

量子流体低温下表面张力数据的关联与计算

本文基于表面热力学理论和对比态原理,建立了一个量子流体表面张力的普遍化方程。这是一个含有两个与温度无关的半理论方程,通过四种纯量子流体低温下表面张力数据的关联与计算,所得结果与实验数据符合良好。本方法可供工程计算使用,其优点是使用简便,计算时只需少数已知参数（ｐｃ,Ｔｃ,Ｚｃ）即可。     

系综理论和涨落的准热力学理论

讨论了系综理论和涨落的准热力学理论两者之间的联系和差别，进一步明确了它们是不等效的．     

整数量子霍尔效应的问题与解答

本文的目的是让学生运用学过的大学物理中的量子力学知识来解释整数量子霍尔效应．在探究问题的过程中需要掌握薛定谔方程及其对线性谐振子的解，用对易算符建立相应的本征值，熟悉周期性边界条件，以及用哈密顿量中的磁场的矢势来描述磁场与电子的相互作用。     

弥散补偿飞秒激光量子理论研究

本文根据我们新建的激光器模型,导出了非线性成形飞秒光脉冲的量子理论锁模方程。在薛定谔表象中,用含时哈特利近似方法求得了脉冲电场及光子数分布的形式解。最后讨论了量子锁模方程过渡到经典情形下稳态时的脉冲能量、脉宽及啁啾参量与飞秒激光器运转参量间的关系,得到了理论与实验一致的结果。     

量子信息讲座 第五讲 量子克隆与量子复制

量子态不可克隆体现了量子力学的固有特性,它是量子信息科学的重要基础之一．文章简要介绍了量子不可克隆定理的物理内容以及量子复制机的基本原理,通过幺正坍缩过程我们构造了一种概率量子克隆机,并论证所有线性无关的量子态都可以被概率量子克隆机克隆     

光线量子理论研究薄膜介质光场能量分布

因为光线量子力学方程的光线哈密顿算符不表示能量,而是具有可变折射率的物理意义,因此应用光线量子论讨论波导中光场能量分布是一个有待研究的问题.本文借鉴量子力学几率密度和几率密度矢量概念推导出光场能量分布的普遍性公式,并证明流线结构的光场中守恒定律的成立.     

回顾与展望—纪念量子论诞生100周年

回顾了量子论和量子力学产生的过程和围绕量子力学发生的争论,论述了量子力学对人类社会的科学、哲学、技术和经济带来的巨大影响,对量子力学的进一步发展进行了讨论。     

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.