一种基于有限自动机的量子密码

在经典密码体制中有限自动机密码的基础上,提出了一个基于测不准原理的量子密码技术新方案,使得量子密钥传递过程的理想传输效率达到100%。在保证安全性的同时提高了传输速率,并且无须在公开信道上申明任何测量结果。     

信号测不准原理的量子诠释

根据量子力学的测不准原理,采用力学量算符的方法得到了信号在时频分析时的测不准原理,并对该原理进行量子诠释,认为信号在某种意义下可以看作是一个存在波粒二重性的类量子系统,正是由于信号的波粒二重性导致无法同时准确地测定信号的时间和频率。在证明信号测不准原理的同时得到了信号的频率算符,该算符具有广阔的理论应用前景。信号的量子诠释在揭示信号量子本质的同时,为量子力学中的理论框架应用于信号处理提供了理论支持。     

量子Klein-Gordon模型色散关系的含时变分法研究

通过采用含时变分原理,在结合Hartree型多粒子试探波函数和Jackiw-Kerman型单粒子波函数的基础上,研究了带对称单阱非谐格点势的量子Klein-Gordon模型的声子色散关系.在满足最小测不准关系的条件下,导出了粒子的期望值所满足的运动方程,并以此得到了声子色散关系.结果表明:与经典模型相比,由于量子涨落的影响,量子模型中的有效格点势的二次方项系数增大,声子元激发的带隙变宽;二次方项系数和带隙随着量子涨落和格点势的四次方项系数的增大而增大.     

量子FPU模型的声子色散关系的含时变分法研究

采用含时变分法并结合Hartree型多粒子试探波函数和冻结的Jackiw-Kerman型单粒子波函数,研究了量子FPU模型的声子色散关系。在满足最小测不准关系的条件下,导出了粒子的期望值所满足的运动方程,并用以得到了声子色散关系。结果表明：与经典FPU模型相比,由于量子涨落的影响,量子FPU模型的简谐耦合强度增强了,声子元激发的带宽变宽了;并且简谐耦合强度和声子元激发的带宽随着量子涨落和四次方耦合强度的增大而增大。     

激光的相干性

一、引言用量子理论研究辐射的相干性,需要用到测不准关系,由光子的能量和时间的测不准关系可以推导出△t△v≤1 (1)此处△t是时间的不确定量,△v是频率的不确定量。由光子的动量和空间的测不准关     

分数阶傅立叶变换域中测不准原理的下界

分数傅立叶变换是傅立叶变换的推广.傅立叶变换可以看作时频平面的旋转,与传统的傅立叶变换域上的测不准原理类似.文章推导出了一般信号在分数傅立叶变换域测不准原理的下界.这一结论可以方便地分析复信号在时域和分数域上的不确定性关系.     

从黑盒子到因果律:寻找量子物理的信息原理

自20世纪初期量子物理诞生以来,对它物理意义的争论就没有停止过。这种现象出现的一部分原因是量子物理的理论框架更多的是对其背后数学空间的描述,而并未向人们揭示数学描述背后的物理原理。近些年来,随着量子信息的发展与量子技术的逐渐成熟,量子物理在信息处理等方面展现出超越经典系统的优越性。在量子信息中,基于器件无关思想的黑盒模型成为了探索量子物理背后逻辑的重要工具,黑盒模型作为一种只考虑实验室输入输出信息的抽象概念,具有不受限于特定理论表达的特点。寻找量子物理的信息原理之路大致有两条岔道:一方面,对黑盒内部物理原理与机制的研究产生了广义概率论。广义概率论中的黑盒内部可能遵守经典概率论、量子理论甚至是超越量子理论的未知物理理论,但黑盒之间总是存在全局的因果关系。另一方面,如果确定黑盒内部的运行原理可以用经典或量子理论描述,但并不假设不同的黑盒之间遵守确定的因果关系,则可以得到遵守经典或量子理论的数学描述,却并不能用全局确定因果关系来解释的现象。纵观对量子物理的信息原理的探索,可以看出用符合物理直觉的原理重构量子理论并不是一件容易的事。厘清量子物理背后的逻辑也许既需要对黑盒内部的运行机理有准确的刻画,又要对黑盒输入输出组合的因果关系有新的理解。     

经典、量子及其混合场景下的经典关联生成协议

在信息处理任务中，多方共享的随机变量和量子纠缠都是重要的计算资源，其中共享的随机变量也被称为经典关联。经典关联生成问题研究的是生成目标关联所需消耗的最少随机性或量子纠缠的数量。该文综述性地介绍了在经典场景、量子场景以及经典、量子混合场景下的经典关联生成协议。其中，非负秩和半正定秩分别刻画了生成目标关联所需共享的最少随机性与量子纠缠的量。基于这一结果，事先共享量子纠缠相比于事先共享随机性展示出了指数级优势。考虑到近期可实现的量子设备规模有限，经典、量子混合场景下的经典关联生成协议是一个现实的选择。在可操控的量子系统大小有限的前提之下，可用k区块半正定秩来量化完成经典关联生成任务所需通讯的最少经典比特。在这一混合协议中，量子资源仍能表现出相对经典资源而言的巨大优越性。由此可见，经典关联生成问题提供了一个新的视角来对比量子资源和经典资源之间的差别。     

因子分解的量子方法

本文论述了经典计算中的因子分解问题，量子计算和量子计算机的概念和特点，着重从理论原理方面说明Shor量子算法中的因子分解的方法，显示量子计算和量子计算机的巨大优越性和广阔的发展前景。     

半量子混沌的非反馈控制

讨论了由一个量子振子与一个经典振子耦合组成的系统所出现的半量子混沌现象以及控制方法。半量子混沌现象的产生,是描述系统的量子自由度和经典自由度之间非线性耦合的结果。只要适当选择控制力的形式和开始施加控制力的时间就能控制半量子混沌。     

基于滑动窗口的量子秘钥管理算法

针对量子秘钥分发(QKD)技术应用在经典网络加密时量子秘钥管理的问题,提出了一种基于滑动窗口的量子秘钥管理算法(RSQKW)。算法首先引入滑动窗口机制控制量子秘钥的消耗;然后通过探测到的量子网络的状态和量子秘钥生成速率协商滑动窗口的控制参数;最后利用量子秘钥本身的随机特性计算滑动窗口的滑动步长,滑动窗口中的量子秘钥序列作为新生成的用于经典加密算法的秘钥。与传统方法相比,该算法能够在应用量子加密到经典网络环境时更好的动态管理量子秘钥。在真实的量子秘钥分发网络中的实验结果证明了该算法的可行性和有效性。     

无限维两体量子系统可分态的一个必要充分条件

构造所考虑的量子系统与辅助量子系统张量积空间中的经典态,利用经典态在辅助复合系统的偏迹运算,研究了无限维两体复合量子系统态纠缠的识别问题,得出了无限维两体复合量子系统态可分的一个必要充分条件,推广了Li Nan和Luo Shunlong的有限维复合量子系统的相关结果.对于识别无限维量子态的纠缠或可分是一个补充.     

一种量子局域网方案及其性能分析

提出了一种基于纠缠交换和经典交换的量子局域网方案．采用载波侦听多址／碰撞检测协议实现多址，由经典交换机传送建立和释放信道等控制消息．通过纠缠交换建立收发端光子的纠缠，基于量子隐形传态的原理传递量子信息．对该量子局域网进行性能分析．结果表明系铣传输量子信息的吞吐率随着通信双方成功建立纠缠的概率、发端成功进行Bell态测量的概率和接收端成功检测到发送量子比特的概率增大而显著增加．     

理想量子气体高温条件下的热容量及其分析

在理想量子气体概念的基础上,首先建立极端相对论理想量子气体的物理模型,再根据及端相对论的态度度和量子统计的粒子数、能量的密度结论,通过严格的理论推导,得出理想量子气体在高温条件下的极端相对论性的焓、内能和热容量的结果,并将其热容量与高温条件下的理想量子气体、经典理想气体的热容量对比,指出极端相对论与非相对论两种模型、理想量子气体与经典理想气体两种模型的热容量之间差异,同时分析这些差异的物理原因在于     

辐射场的最大熵原理(英文)

Jaynes ET的最大熵原理指出如何从随机变量的测量数据推导出最合理概率分布.该原理最直接的应用是给出了所有热力学关系,这是对具有能量作为单一测量值的经典系统进行熵的最大化处理的结果.本研究将最大熵原理推广到量子力学系统,揭示辐射场的量子统计性质.结果显示,随着可测量力学量类别的增加,依次自动引出混沌态、相干态和压缩态等一系列辐射场态.值得关注的是运用该方法,所有辐射场态对热噪声的依赖性可被定量描述.该研究结果有望用于量子光学、量子信息学、生物光子学及相关交叉学科领域.     

推导氢原子基态测不准关系和能量的一种方法

利用测不准关系和算符对易关系推导出了氢原子基态测不准关系和基态能量。     

论经典统计力学与量子统计力学中的公理假设

总结归纳了经典统计力学与量子统计力学的基本假设。根据这些公理假设，严格论证 了各种统计分布，概率分布及量子巨正则系综原理。同时指出，经典分布与体总数有关而量 子分布与体总数无关，原因是前者体可分辨而后者体不可分辨，而与体所处的状态无关．     

量子多结构分组纠缠到达时间测量增强方法

根据量子测距原理,采用纠缠压缩态的量子脉冲代替经典的电磁脉冲可极大地提高到达时间的测量精度,但在实际的有损通道当中采用完全纠缠态量子脉冲的测量稳健性很差。相比之下,采用部分纠缠态可以有效地提高测量的稳健性,但其测量精度上会有所下降。鉴于上述的精度与稳健性之间的矛盾问题,提出了多结构分组纠缠的测量方法,并详细推导了纠缠度、量子传输效率与测量精度的之间的关系,得到了在特定量子通道传输效率条件下,纠缠分组结构、量子压缩光子数和最佳的量子纠缠度的选择方法,使得纠缠所能获得的测量精度增益达到最大。     

中科大实现零容量量子信道的量子信息有效传输

正中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室的研究人员在量子信道研究方面取得新进展,在实验上首次实现了零容量量子信道中量子信息的双向传输。信道容量是通信领域最基本的问题,量子信道不仅可以传输经典信息,还可以传输私密信息和量子信息。标准的量子信道理论与经典理论类似,假定信道之间是相互独立的。保偏光纤具有极强的相位消相干作用,研究人员首先实验测定了单根120m左右长度的保偏光纤     

机械振动信号的时频分析

本章介绍了机械振动信号时频分析的意义，然后给出了信号时频分析中的几个重要的基本概念，如相空间，窗函数，测不准原理等。最后给出了应用实例。