分子多能级系统的量子干涉效应研究

量子干涉效应是当前量子光学研究的热点之一．基于量子干涉效应的新观象（如相干粒子数捕获（ＣＰＴ）、电磁感应透明（ＥＩＴ）、无反转激光（ＬＷＴ）以及自发辐射修正（ＭＳＥ）等引起了物理学界的广泛关注．深入研究量子干涉效应具有重要的学术意义和明显的潜在应用前景．对激光物理学、激光光谱学、原子分子物理学及相关的高技术的发展将产生深远的影响． 目前,量子干涉效应及其相关现象的研究主要涉及简单的二能级或Ａ、Ｖ、Ｅ型三能级系统,且限于原子样品,而量子干涉效应及其相关现象要得到真正应用的体系则非常复杂,这些体系包…     

用激光脉冲“冻结”分子内的能流

伊利诺斯大学的科学家可能已发现一种利用激光脉冲控制化学反应的方法。这个研究小组发展的技术称为静态相干控制,它是利用量子干涉来操纵多原子分子内的量子干涉。目标是通过“冻结”分子内能量的再分配而用激光脉冲控制化学反应率。过去,研究人员已研究了用超快激光脉冲...     

原子分子物质波干涉研究

1988年以来,原子光学中有一个新课题吸引了许多科学家的注意,那就是原子物质波干涉的研究。物质波的干涉在现代量子理论的发展和实际应用上起着重要作用,电子和中子的物质波干涉仪早已实现,但原子物质波干涉却一直未能实现。近     

可调马赫-曾德尔干涉仪型差分相移键控解调器

研制了一种基于光纤马赫-曾德尔干涉仪(MZI)的可调差分相移键控(DPSK)解调器,其具有插入损耗低、隔离度高、稳定性强和相位连续可调的优点。从理论上对差分相移键控信号解调的工作原理进行了详细分析。温度控制系统对光纤臂进行温度控制,温控范围为20℃,精度可达0.1℃。实验中实现了40Gb/s差分相移键控信号的解调,解调信号消光比为14.5dB,温度控制实现了输出结果的长时间稳定,并可在相长干涉和相消干涉之间转换。     

双原子分子振转能级和F-C因子的理论计算

应用DPR方法(the discrete position representation method)编程计算了双原子分子Li2三种低电子态和LaF分子基态的振转能级以及非绝热近似下K2分子在不同电子束缚态之间发生振转跃迁的Franck-Condon因子.计算结果与现有的文献值符合得很好,相对误差均小于1%,可以为双原子分子振转光谱的实验研究提供参考数据,计算程序可以推广应用到其它双原子分子以及多维量子系统的数值计算中.     

德克萨斯大学制造分子聚合物

德克萨斯大学的一个研究组，已创造一种玻色-爱因斯坦的铷分子聚合物。理论家已预测聚合物可能展示的现象，如分子孤子和像液体一样的性质，并可能导致制出分子激光器，类似相干原子激光器。 物理学家用激光冷却在磁阱中的87Rb原子聚合物到130 nK以下。双色拉曼光子组合在弱束缚振动态生成原子对，振动频率约636 MHz，低于自由原子的振动频率。     

原子氢辅助分子束外延生长台阶状表面形貌的研究

研究了分子束外延中引入原子氢后,原子氢对外延层表面形貌特征形成的诱导作用.原子力显微镜(AFM)测试表明,在(311)A GaAs表面,原子氢导致了台阶状形貌的形成,在这种台阶状表面进一步生长了InAs量子点,测试结果表明其位置分布的有序化受到台阶高度和台阶周期的制约.这为实现量子点结构的有序化控制生长提供了一定的实验参考.     

基于原子干涉的量子陀螺仪

介绍了一种基于原子干涉测量的量子陀螺仪,对原子干涉的Sagnac效应原理进行了简单描述,在此基础上介绍原子Mach?蛳Zehnder干涉仪构成的量子陀螺仪的工作原理。量子陀螺仪的测量精度比传统的高精度陀螺仪的精度高几个数量级,是新一代的陀螺仪。     

量子尺寸效应导致的铅薄膜材料的奇异超导性质

我们在硅衬底上制备出厚度在原子尺度上可控、宏观尺度上均匀的铅薄膜。观察到随着厚度一个原子层一个原子层增加时薄膜超导转变温度的振荡现象。我们证明，这种振荡行为是量子尺寸效应的结果。在这种薄膜中，电子德布罗意波的干涉行为类同于光的法布里一玻罗干涉，会导致量子阱态的形成。量子阱态的形成改变了费米能级附近的电子态密度和电声子耦合强度，从而最后导致了超导转变温度的变化。研究结果表明：通过精确控制这种厚度敏感的量子尺寸效应，可以调制材料的物理和化学性质。     

基于二氧化钒的太赫兹可调谐吸收器

通过在两层介质界面间实现巨大的相位移动,利用超薄的上层介质上下两层界面的相消和相长干涉,我们实现了在太赫兹波段的完美吸收,同时利用二氧化钒的相变特性,可以实现对吸收率的调控。与基于超材料而设计的谐振特性的吸收器相比,该结构具有结构简单、制作方便、对极化方向不敏感等优点。     

多元与条件概率统计分布的变值测量

概率统计模型是量子统计的基础。在几率处理的量子统计模式中通常假设具有极大数目的量子运动能满足随机过程大数定理的条件,其概率分布能利用经典多元正态分布从连续概率统计出发进行逼近。从量子交互作用测量出发,对Einstein受激发射、Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)、Aspect等测量参数形成四元组。利用多变量逻辑函数和变值原理,在N元0-1输入/输出序对上形成变值测量四元组,建立变值双路模拟模型。该模型根据多元/条件概率、同步/异步、对称/反对称等不同条件得到对应概率统计分布,形成4组16个统计直方图。根据穷举模拟计算结果,展现变值概率统计在复杂交互作用条件下能否满足连续的概率统计分布。给出了两类仿真实验计算统计分布测量结果。模拟测量结果表明,多元概率统计与正态分布关联,而条件概率统计则与量子干涉统计分布关联。     

自适应光纤量子保密通信系统

在双M-Z干涉仪系统上采用跟踪相位变化适时进行密钥分配,实现了80 km稳定的量子保密通信,误码率≈6.0%,50 km以下误码率＜3.5%,稳定时间达数天,并且通过局域网实现了密钥分发和文档传送.该方案用于其它量子密钥分配(QKD)系统也可提高稳定性,向实用化又迈进了一步.     

阻尼相干态与波包量子干涉

本文参照相干态定义和合阻尼及无规力的朗之万方程定义了阻尼相干态，并应用于计算波包间的量子干涉。在一般情况下，对于一个合阻尼的系统，波包间产生的于涉条纹将很快消失而很难观察到，但当真空场被压缩时，就清楚地显示出波包间的量子干涉效应。     

Chip-based quantum communications

Quantum communications aim to share encryption keys between the transmitters and receivers governed by the laws of quantum mechanics.Integrated quantum photonics offers significant advantages of dense integration,high stability and scalability,which enables a vital platform for the implementation of quantum information processing and quantum commu-nications.This article reviews recent experimental progress and advances in the development of integrated quantum photonic devices and systems for quantum communications and quantum networks.     

一种解决组合优化问题的改进型量子遗传算法

在量子遗传算法(QGA)的基础上,提出了一种解决组合优化问题的改进型量子遗传算法(NIQGA).为充分利用量子态的干涉性和纠缠性,该算法引入了动态调整量子门旋转角步长机制、量子交叉操作和量子变异操作,因而具有更高的搜索效率.利用两种典型组合优化问题——0/1背包问题和路由选择问题进行验证.结果表明,相比于GA和QGA,NIQGA具有收敛速度快和全局搜索能力强的特点,在解决基因间弱关联性的组合优化问题时有更优的性能.     

量子反馈控制研究进展

量子反馈控制理论将反馈的思想引入量子系统的主动控制中,已开始在量子光学、原子物理和量子信息学等领域发挥越来越重要的作用.考虑到各种反馈策略的差异性,综述了量子反馈控制理论的研究进展,分析和阐述了马尔可夫量子反馈、贝叶斯量子反馈、含时延非马尔可夫量子反馈和相干量子反馈,并对四种量子反馈策略进行了简单比较.     

量子控制论

量子控制论是一门以研究微观世界系统量子态的控制问题为主要内容的新兴边缘学科．本文先从量子信息学引出量子控制论，进而阐述了量子控制论的研究内容、特点及量子控制中的测量理论，概述了量子控制论的研究现状，并对量子控制论的研究前景进行了展望。     

原子-微腔耦合系统的远程量子相干及量子相变

通过原子-微腔耦合体系,在绝热近似条件下得到了系统的有效哈密顿量,实现了海森堡自旋XY模型的量子模拟过程。为了获取量子资源,基于相对熵判据分析了任意两体量子系统的量子相干性。通过严格的解析过程获得了在任意间距下两个微腔原子系统的量子相干度。随两体间距增大,远程量子相干度按幂指数规律逐渐减小。当改变系统参量时,远程量子相干度在量子临界点附近出现了数值突变现象,这为表征量子相变提供了一种可能的序参量。在考虑光场噪声对量子相干性影响后,量子相干度随着时间振荡衰减,并逐渐消失。     

量子进化策略

本文将进化策略和量子理论相结合,提出一种新的学习算法-量子进化策略(Quantum Evolutionary Strategies)算法.它是一种基于量子计算的概念和理论(诸如量子比特和量子叠加态)的进化策略算法,在这一算法中,采用量子编码来表征染色体,使用量子变异实现染色体的进化.由于量子变异中融入了当前最优解的信息,同时采用“全干扰交叉”操作克服早熟现象的发生,因此它比传统进化策略具有更快的收敛速度和全局寻优的能力.本文不仅从理论上证明了它的全局收敛性,而且仿真计算也表明了此算法的优越性.     

双磁阱中玻色凝聚气体干涉演化探测量子涡旋

研究了两部分具有量子涡旋的玻色凝聚气体相干叠加时的干涉演化图样,并与没有涡旋的情况进行比较。研究发现,在涡旋态下,干涉条纹变得倾斜并且在涡旋核处条纹发生融合。根据干涉条纹的倾斜方向可判断涡旋的方向,由干涉图样在涡旋核处融合的条纹数可确定涡旋量子数。这种特殊的干涉结构图样为实验上探测涡旋提供了有效的方法。