介观RLC电路的量子化及其在有限温度下的量子效应

利用正则化变换,给出了介观RLC电路体系的量子化方案.借助数值计算的方法,研究了体系热真空态的Wigner函数随温度变化的规律,同时借助量子算符及其Weyl-Wigner对应研究了体系中电荷及自感磁通量在热真空态下的量子效应.结果表明,低温下热真空态的Wigner函数为一稳定的波包,随温度升高,波包逐渐扩散;体系中电荷及自感磁通量在热真空态下的的量子涨落除与电路参数相关外,还与温度及时间密切相关.     

含有超导约瑟夫森结介观互感电路的量子化及其量子效应

给出了含有超导约瑟夫森结的介观互感电路的量子化方案,借助于压缩幺正变换求出了体系的能级以及基态矢量,研究了体系中结端"过剩电荷"(excess charge)与相位差在基态下的量子涨落.结果表明,体系的基态为一旋转的两单模压缩真空态.     

量子化介观RLC电路的热真空态与期望值

鉴于介观RLC(电阻-电容-电感)电路中的电流要产生焦耳热，应考虑有限温度下的电路量子效应。对于处在热环境中的平衡态，任何力学量的期望值可由系综平均表示。 在此基础上，利用有序算符内的积分技术，首次求出介观RLC电路所对应的热真空态，最后，借助于理论计算，储存在元件与消耗在元件上的系综平均能量可由热真空态的纯态期望值来代替。     

激发相干态下介观耗散双回路的量子涨落

从有源ＲＬＣ并联双回路运动方程出发,通过量子化有 介观电路,研究激光相干态下介观电路的量子效应,结果表明,电荷、电流的量子涨落除决定参数外,还明显地信赖于电路所处的状态。     

在介观RLC电路中通过量子菲涅尔变换获得压缩机制和压缩态

按照有序算符内积分技术,时间演化算符可以表示为坐标-动量相位空间中经典变换的量子映射。依据已经提出的LC电路量子化方案所得到的哈密顿量,推广应用到LCR（电阻、电容和电感）电路量子化方案并得到相应哈密顿量。借助相应的理论计算,可以发现在量子化的LCR（电阻、电容和电感）电路中存在压缩机制。利用有序算符内积分技术和量子菲涅耳变换关系,可以进一步推导出量子介观LCR电路中相应压缩态的简明形式。     

电感耦合介观电路的量子回路方程及其能谱

基于电荷的离散性量子化电感耦合介观电路,给出耦合形式的量子回路方程,以及电感耦合介观电路的能谱关系式.结果表明,计及电荷具有不连续性的事实将使量子回路方程的形式变得复杂;电感耦合介观电路的能谱除与电路参数相关外,还明显地依赖于电荷的量子化性质以及电路的相位角参量.     

无耗散耦合介观电路的能谱及量子电流

基于电荷的不连续性,对无耗散介观耦合电路进行量子化,在无相互作用Hamilton本征态基矢下给出介观电路的能谱关系;在电荷空间中,假设系统具有变换的对称性,通过求解电流本征值方程,研究和分析了介观电路中量子电流的性质。结果表明,电路能谱及其量子回路电流不仅与电路参数有关,而且明显地依赖于电荷的量子性质。     

介观RLC电路在热相干态和热压缩态下的量子涨落

利用热场动力学的方法研究了介观RLC电路在有限温度下的相干态和压缩态中电荷和磁通量的量子涨落.结果表明,介观RLC电路中电荷和磁通量的量子涨落不仅与电路中的元件参数而且可能与环境温度和压缩参数有关,而这些量子涨落与平移参数无关.     

介观LC回路数-相量子化和Josephson结的Cooper对数-相量子化

传统的介观LC回路的量子化是将电量q和电感与电流的乘积L×I分别作为量子力学中的坐标算符Q和动量算符P来处理;本文采取另外一种量子化的观点,即将电量q(q=en)中的n作为荷数算符,并建立电流和相算符θ之间对应关系,就能实现介观LC回路的数-相范畴的量子化,并得到以数-相算符表示的Hamiltonian;通过引进纠缠态表象,对超导Josephson结也可以实现Cooper对数-相量子化,并给出了相应的物理解释.     

耗散介观RLC串并联电路的量子涨落

借鉴阻尼谐振子正则量子化的方法,实现了对耗散介观RLC串并联电路的量子化,并在此基础上,研究了真空态下电路中电荷和自感磁通链、电压和电流的量子涨落。结果表明,电路中电荷和自感磁通链、电压和电流在真空态下都具有各自的量子涨落,且量子涨落及量子涨落积的大小皆与电路中的器件参数有关,并随时间按指数规律衰减。     

有限温度下介观LC电路的热压缩效应

应用热场动力学理论(TFD)研究了有限温度下介观LC电路量子态的演化,结果表明在外加冲激信号的作用下,有限温度下介观电路系统的量子态将由初始的热真空态演化到热相干态,再由热相干态作进一步的演化.在一定条件下,电荷或磁通量会出现热压缩效应;尤其是在适当条件和一定的温度以下,还会出现典型的量子压缩效应.     

热真空下介观RLC电路的量子涨落

在真空态和热真空态下讨论了介观RLC电路的量子涨落。结果表明电荷和电流的量子力学零点涨落随着温度增加。     

有限温度下介观LC电路中的量子涨落

在有限温度下,介观电路系统实际上并不处在一个确定的量子状态,而是处在混合态.利用量子正则系综理论研究了介观LC电路在混合态下电荷和电流的量子涨落.结果表明,有限温度下介观LC电路中的量子涨落不仅与电路器件参数有关,而且与温度也有关.温度越高,电路中的量子涨落越大.该方法较热场动力学(TFD)方法更易于理解和应用.由于实际的介观电路总是处在有限温度下,所以其结论对控制介观电路中的量子涨落有一定的实际意义.     

激发压缩真空态下介观电路的量子涨落

通过量子化LC电路，运用全量子理论研究了在激发压缩真空态下介观LC电路中电荷、磁通量的量子涨落。结果表明，该电路中电荷、磁通量涨落的大小不仅与电路器件及压缩参数有关，而且与量子态的激发次数有关。     

量子化介观RLC并联电路在热真空态下的量子效应

根据热场动力学理论,研究了具有普遍意义的量子化介观RLC并联电路在热真空态下产生的量子效应,并分析在各支路中电流和电压的量子涨落与电路元件、环境热真空态以及时间三个方面因素的关系。结果表明,处于热真空态下的量子化介观RLC并联电路,各支路电流和电压的量子涨落均受到这三个方面因素的影响, 并且具有如下规律, 电流和电压的涨落均随时间按指数规律衰减,但衰减速度仅与电路元件的参数有关,而初始时刻涨落的大小由电路元件参数和环境热真空态的温度共同决定。