基于四波混频过程和线性分束器产生四组份纠缠

多组份纠缠是量子信息处理的重要资源,它的产生通常涉及到许多复杂的线性和非线性过程.本文从理论上提出了一种利用两个独立的四波混频过程和线性分束器产生真正的四组份纠缠的方案,其中,线性分束器的作用是将两个独立的四波混频过程联系起来.首先应用部分转置正定判据研究了强度增益对四组份纠缠的影响,结果表明,在整个增益区域内都存在真正的四组份纠缠,并且随着强度增益的增加,纠缠也在增强.然后研究了线性分束器的透射率对四组份纠缠的影响,发现只要线性分束器的透射率不为0或1,该系统也可以产生真正的四组份纠缠.最后,通过研究该系统可能存在的三组份纠缠和两组份纠缠来揭示该系统的纠缠结构.本文理论结果为实验上利用原子系综四波混频过程产生真正的四组份纠缠提供了可靠的方案.     

皮肤组织容积脉搏波400~1000 nm光谱特性仿真研究

根据皮肤组织解剖结构特性建立了六层层状模型,并给出了皮肤组织各层的特性参数;考虑了氧合血红蛋白和还原血红蛋白的吸收特性,依据皮肤组织各层的水、血、脂肪、血氧饱和度含量以及血管大小给出了皮肤组织各层的光谱吸收系数;对不同波长散射系数做了适当简化,给出了皮肤组织各层的光谱散射系数。利用蒙特卡罗方法仿真血管组织在收缩与舒张两种状态下, 400~1 000 nm波长光在皮肤组织多层模型中的传输过程,并通过统计大量光子的分布特性,获得了皮肤组织光谱反射系数,并利用模拟所得的两种状态下的反射系数计算得到了光谱容积脉搏波幅度。仿真结果表明,当入射光强一定时,绿光的容积脉搏波幅度优于红光和蓝光。通过计算不同波长光沿皮肤组织深度方向光能流率衰减为1/e时对应的皮肤组织深度,获得了皮肤组织光谱穿透深度。结果显示,血管舒张状态下蓝光和绿光的穿透深度较小,蓝光大部分只能达到表皮层,绿光能到达微循环层,红光可直达真皮层。考虑到光在皮肤组织中传播包含了一个从收缩到舒张的动态过程,基于此,根据穿透深度定义了脉搏波信号产生深度,利用血管舒张与收缩两种不同状态下的穿透深度计算得到了光谱产生深度。结果表明,不同波长光产生深度大于其穿透深度,蓝光产生深度较浅,且其受到的血液吸收调制较小,因而其获得的脉搏信号易受噪声干扰;红光的容积脉搏波产生深度较大,但是相比于绿光其受血液吸收调制较小,且绿光产生深度足够达到真皮血管层,因而红光容积脉搏波的幅度小于绿光。上述仿真结果明确了皮肤组织部分光谱特性,为皮肤组织多光谱容积脉搏波的精确获取及其他相关研究提供了一定的理论基础。     

两个耦合二能级原子与单模热场作用系统中的量子和经典关联

运用量子纠缠、量子关联与经典关联的概念及全量子理论方法,在一定条件下,研究了两个耦合二能级原子与热场相互作用系统中量子纠缠、量子失协、几何量子失协和经典关联的演化特性.分析和讨论了初始时刻两原子处于分离态时,原子与热辐射场耦合强度、热场平均光子数对系统中两原子间量子纠缠、量子关联和经典关联演化特性的影响.结果表明:在原...     

量子纠缠和贝尔不等式及其在量子信息处理中的应用

1964年,爱尔兰数学家约翰·贝尔(John Bell)根据隐变量理论推导出了2个粒子系统的测量结果应该满足的不等式关系和所涉及的测量基本逻辑.法国科学家阿兰·阿斯佩(Alain Aspect)、美国科学家约翰·克劳泽(John Clauser)和奥地利科学家安东·蔡林格(Anton Zeilinger)分别从实验上证伪了该不等式.贝尔不等式的证伪宣告了隐变量理论的终结,展示了量子纠缠的奇特性质.为表彰他们在“纠缠光子实验、验证违反贝尔不等式和开创量子信息科学”方面所做出的贡献,瑞典皇家科学院将2022年诺贝尔物理学奖授予这3位科学家.本文概述了量子纠缠的概念和贝尔不等式的推导,介绍了2022年诺贝尔物理学奖获得者的代表性研究工作,并展示了量子技术的可能应用.     

腔中捕获原子团间的纠缠态

利用单模腔场与捕获原子团的相互作用,提出原子团之间最大纠缠态的制备方案.数值上给出原子团间的纠缠度随白噪声强度的变化关系.计算出系统的热纠缠及其存在的临界温度.     

具有三体相互作用海森堡自旋链模型的纠缠与几何失协

近年来有研究发现量子失协可以度量非纠缠的量子关联,而且非纠缠的量子关联在量子通信和量子计算中起到很重要的作用.本文研究了磁场,两种三体相互作用,各向异性参数,耦合常数,温度等参数对同时具有两种三体相互作用海森堡XXZ自旋链系统的量子纠缠,几何失协的影响以及与量子相变的关系.研究表明:量子纠缠和几何失协都可以清晰的表征本模型系统的量子相变现象;随着XZX+YZY型三体相互作用的增加量子纠缠和几何失协即使在高温时也可达到最大值;几何失协比量子纠缠更全面地描述了量子关联;XZY-YZX型三体相互作用的增加对量子纠缠有抑制作用;XZY-YZX型三体相互作用在一定区域内的增加对几何失协有抑制作用,在另一区域的增加可使几何失协增大到一个稳定的非零值.增大磁场和自旋耦合常数,减小各向异性参数会使纠缠的临界温度变大;调节自旋耦合常数可更有效的使量子纠缠和几何失协在高温时仍有一个较大的值.同时发现,在磁场0B5和各向异性参数-1J_Z10的区域两种量子关联都可以维持在最大值.     

量子位Heisenberg XX开链中边界量子位之间的纠缠

Heisenberg 开链对研究量子态在自旋链上的传递有重要的意义.本文研究了五量子位Heisenberg XX 开链中边界量子位之间的纠缠，在该系统中引入了磁杂质和系统杂质且它们之间满足线性关系时，该系统可以精确求解，此时边界量子位之间存在纠缠.选择合适的杂质参数和磁场参数，该边界纠缠的最大值可达到0.5. 关键词： Heisenberg XX开链 边界纠缠 杂质     

耦合双原子与压缩真空场Raman相互作用系统的量子纠缠

利用全量子理论,研究了耦合双原子与单模压缩真空场Raman相互作用系统的量子纠缠特性,运用数值方法讨论了系统耦合常数和初始状态对纠缠特性的影响.     

高能核碰撞中带电多重数快度与能量和中心度的关系

用强子–弦级联模型JPCIAE及相应的Monte Carlo事例产生器研究相对论性核–核碰撞中带电粒子多重数的赝快度密度对能量和中心度的依赖关系.无需另调任何模型参数的条件下,此模型可以同时较好地描述相对论性pp实验数据及PHOBOS和PHENIX实验组的Au+Au实验数据.本文指出:因〈N_part〉并非严格定义的物理量,致使实验上和理论上确定〈N_part〉有一定任意性,从而使得每参加者核子对的带电粒子赝快度密度随着〈N_part〉的增加可能逐渐增大,也可能逐渐减小,因此用它来区分粒子产生机制是欠妥的.