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.     

占吨酮敏化的α-蒎烯的光化学异构化反应

占吨酮敏化可以显著提高α-蒎烯异构化罗勒烯的转化率.这一实验观察在反应过程的动力学分析中得到了说明,此外,也讨论了敏化异构化反应的光化学.     

1,2-丁二烯到1,3-丁二烯异构化反应速率常数的理论计算

采用从头算方法在6-31G基组上研究了1,2-丁二烯到1,3-丁二烯异构化反应的反应机理.采用MP2方法对反应的活化位垒进行了相关能的校准.计算结果表明:该反应是一个途经自由基中间体的分步过程;在MP2/6-31G//UHF/6-31G+ZPE基础上,对应于TS1和TS2的活化位垒分别为64.95×4.184kJ/mol和64.10×4.184kJ/mol.在统一统计理论的基础上,计算了该反应在温度为1100～1600K区间的热速率常数值,计算结果可很好地用Arrhenius公式表达为:k(T)=2.4×10~(13)exp(-62.8×4.184kJ/RT)s.理论的研究结果与实验很好地相吻合.     

球磨法制备异质结型光催化剂ZnO/Bi_4Ti_3O_(12)及催化性能

本文用水作为分散介质,掺杂一定量的ZnO于Bi_4Ti_3O_(12)中,采用高能球磨法制备了异质结型光催化剂ZnO/Bi_4Ti_3O_(12).利用UV-Vis、XRD、SEM和PL等仪器对样品进行了分析与表征.以375 W中压汞灯为光源,通过对亚甲基蓝的氧化来研究其光催化活性.结果表明,对于光氧化亚甲基蓝(MB),异质结型光催化剂ZnO/Bi_4Ti_3O_(12)光催化活性高于钛酸铋的光催化活性.当ZnO的掺杂量分别是0.0和0.5wt.%,异质结型光催化剂ZnO/Bi_4Ti_3O_(12)对亚甲基蓝光氧化率分别达到50.2和80.3 %.     

单、双核钌羰基化合物Ru（CO）n（n=5，4，3）和Ru2（CO）n（n=9，8）的理论研究

采用两种密度泛函方法对中性单核Ru（CO）n（n=5,4,3）和双核Ru2（CO）n（n=9,8）化合物进行理论计算,优化出16个稳定异构体．研究发现,和Os（CO）5类似,Ru（CO）5存在两个能量接近的最低异构体．Ru（CO）4的能量最低异构体为C2v对称性的单态构型．Ru（CO）3能量最低异构体为G对称性的单态构型．Ru2（c0）。的两个能量接近的最低异构体分别含有单个桥羰基和3个桥羰基．双核不饱和Ru2（CO）8的能量最低异构体为含有两个桥羰基的单态Q构型．通过比较M2（CO）n（M=Fe,Ru,Os;n=9,8）的能量最低构型,发现Fe和Ru倾向于形成含有多个桥配位羰基的构型,而Os则更倾向于形成不含桥配位羰基的构型．对离解能的研究表明,和失去一个羰基生成Ru2（CO）8相比,Ru2（CO）9更容易离解为Ru（CO）5和Ru（CO）4．     

多孔介质中气体水合物降压分解的分形理论研究

通过将水合物的分解过程看作是无固态产物层生成的气固反应过程, 结合粒径缩小的收缩核反应模型和分形理论, 建立了多孔介质中水合物降压分解的分数维动力学模型, 提出了基于水合物分解实验数据计算多孔介质分形维数的方法. 分别利用前人的甲烷水合物和CO2水合物降压分解实验数据, 对上述分数维动力学模型进行了验证. 计算结果表明, 用提出的方法所计算得到的多孔介质分形维数与前人的测定结果基本符合; 对甲烷水合物和CO2水合物的降压分解过程, 提出的分数维动力学分解模型得出了和实验结果基本一致的预测, 绝对平均误差(AAD)小于10%.     

化学教研成果转化的理论与实践

化学教研成果转化到教学中对提高化学教学质量具有至关重要的作用。构建“教学、教研、成果转化与评价”的循环体系,可保证化学教研成果的有效转化。教学研究成果转化的实践途径有多种,就高师院校化学课程与教学论教师而言,主要有：(1)在理论课教学中转化,优化教学理念;(2)在实验课教学中转化,更新实验内容;(3)在指导第二课堂活动中转化,培养动手能力;(4)在指导教育实习中转化,丰富实习资源;(5)在指导毕业论文中转化,提高创新能力;(6)在考核学习成绩中转化,完善评价手段;(7)在为基础教育服务中转化,引领中学化学教学;(8)在对外交流中转化,展现学校风采。     

双β-二酮配体配位性的理论研究

基于自洽反应场(SCRF)中的极化连续介质模型(PCM), 采用密度泛函理论B3LYP/6-31G**计算了以二硫醚和芳环为桥基的两类双β-二酮配体的空间构型和电子结构, 结合其配合物晶体结构数据, 研究配体分子电子结构与配位性的关联性. 结果表明, 配体分子的几何构型、前线轨道、偶极矩和电荷布居, 与配合物构型、活性配位原子和配位形式(单核或多核、分子内或分子间)之间的关联性与一致性十分有意义. 配体的理论计算研究可以在一定层次上为配合物几何结构特征和配位特性提供合理的分析与预测.     

过氧化氢光化学的理论研究

介绍了研究过氧化氢光解离的重要意义及目前的理论研究现状,分析了存在的问题,并对今后该领域的理论研究进行了展望.     

测量不确定度的研究和应用进展

综述了测量不确定度在国内外的研究及应用的进展，发现测量不确定度是现代误差理论的重要内容，是定量描述测量结果质量的重要指标。目前由ISO等七个国际组织提出的GUM(测量不确定度表述导则)已被各国广泛接受，国内外已有大量关于不确定度应用的文献。除GUM外，还存在其它几种不确定度评定模型。我国虽然对GUM存在重大疑义，并向有关国际组织提出了一些建设性的意见，但在方法的执行上目前仍然与国际社会保持了对GUM的一致态度。