介观LC电路的量子压缩效应

根据介观电容器可看成一个介观隧道结的物理事实,对介观LC电路作了相应的量子处理.研究表明:介观LC电路将由初始的真空态演化到压缩真空态,并对压缩真空态下的量子涨落进行研究.     

数-相量子化及介观电路在自由热态下的量子效应

利用数-相量子化方案,将介观LC电路等效为一个谐振子.通过相干态表象和算符正规乘积形式,简捷地给出了自由热态的Wigner函数,同时借助于量子算符及其Weyl-Wigner对应研究了体系中电荷数及相位差在自由热态下的量子效应.结果表明,体系中电荷数及相位差在自由热态下的量子涨落不仅和电路中器件的参数有关,而且还和温度有关,且储存于电感中的平均能量和电容中的平均能量分别相等.这一研究结果支持了介观电路数-相量子化新方案,对介观电路的量子化和电路的量子效应的研究具有很好的理论指导意义.     

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.     

有限温度下介观无损耗传输线中电流的量子涨落

利用热场动力学的方法研究了介观无损耗传输线中电流在具有热噪声的真空态、相干态和压缩态下的量子涨落.得到了有限温度下介观无损耗传输线中电流的量子涨落与温度的关系.结果表明,介观无损耗传输线中电流的量子涨落不仅与电路的参数有关,还与传输线所处的环境温度有关.温度越高,介观无损耗传输线中的量子噪声越大.     

交流源作用下介观串联RLC电路系统量子态随时间的演化

介观串联RLC电路系统在交流电压源的作用下,同时介观电容器极板间电子波函数的耦合作用和电路的耗散也考虑进来,由拉格朗日函数推导出系统的含时哈密顿量,根据量子不变量理论,系统的量子态将随时间演化到压缩态.分析结果表明,介观电路系统由任意的初态演化到一般的压缩态.     

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。     

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。     

介观耗散耦合电感电路的量子涨落

从有源耗散耦合电感电路的经典运运方程出发,通过三个么正交换实现了哈密顿量的正则变换,给出了相应的变换矩阵,计算了真空态下介观电路中电荷和电流的量子涨落。     

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。     

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.     

A physics based model for the RTD quantum capacitance

A simple derivation of the form for the compact model of the quantum capacitance in a resonant tunneling diode (RTD) is presented. The quantum capacitance is shown to reduce the resistive cutoff frequency. The implementation of the model into SPICE is described. The distorting effect of the strongly nonlinear quantum capacitance on an oscillator circuit is demonstrated in a SPICE simulation. The nonlinearity becomes important for the highest frequency applications when the RTD capacitance is comparable to the capacitance in the rest of the circuit.     

介观L-C电路中电容、电感和外源流突变所产生的量子压缩

对于LC电路量子化方案所得到的哈密顿量，采用有序算符内的积分技术（IWOP技术）进行分析与讨论了在电容、电感、外源流在突变时所产生的量子压缩效应，结果表明：电容突变反映在正交相 呈现压缩效应；电感突变反映在另一正交相 呈现压缩效应；而外源流的非线性突变反映出来的是数-相压缩。     

量子纠错电路的模块化设计与优化

在无测量状态下,对三量子位纠错电路进行设计和优化,提出模块化概念设计和优化量子纠错电路。随着量子位的增加,三量子位纠错电路作为模块可用于五量子位纠错电路中,五量子位纠错电路作为模块可用于七量子位纠错电路中,以此类推。少量子位纠错电路作为多量子位纠错电路的部分模块使用,可使得多量子位纠错电路设计简化,冗余位减少,使之量子代价较低。     

基于有效布尔矩阵的线性最近邻量子电路综合?

量子电路要求满足最近邻约束，只允许在相邻的量子位之间交互，线性量子电路是量子电路的一个重要部分。研究了表示线性最近邻量子电路的布尔矩阵有效性的快速判定方法，时间复杂度从n!(n-1)变为O(n2)。提出了基于有效布尔矩阵的大规模线性最近邻量子电路的并行综合算法，对128线的任意线性最近邻量子电路在不到10 s内完成了电路综合。提出的并行方法不仅保证了精度，也大大减少了量子电路的综合时间，扩大了求解电路的规模。     

An efficient method for finding DC solutions for Josephson circuits

The formulation of Josephson circuit equations in the DC state is discussed and a mixed-mode approach that combines the nonlinear solution method of source-stepping and time-domain method of numerical integration is proposed. Since Josephson circuit equations are often multivalued, the mixed-mode algorithm follows the paths of the independent sources, detects ill-conditioned points, and converges to stable points on the characteristic curves of the simulated circuit. The algorithm uses a combination of source stepping and transient calculation with resistive damping. An adaption of method to superconducting quantum interference device (SQUID) threshold curve calculation is also discussed. The techniques are suitable and presented in sufficient detail, so that a reader may implement them as part of a general simulation program such as JSIM or SPICE     

利用Bell态实现量子隐形传态

量子隐形传态不仅在物理学领域对人们认识与揭示自然界的神秘规律具有重要意义，而且可以用量子态作为信息载体，通过量子态的传送完成大容量信息的传输，实现原则上不可破译的量子保密通信。文章从信息论的角度描述了量子比特、量子纠缠态，如何利用量子线路实现Bell态，提出了一种利用Bell态实现隐形传态的简单结构的量子线路，证明该量子线路是可行的，为进一步研究量子密码通信奠定了基础。     

一个改进的量子隐形传态回路

量子隐形传态是一种典型的量子通信方式,它用经典辅助的方法来传送量子态,并引入了量子纠缠的特性.实现隐形传态的量子回路形式有很多,为了更有效地传递量子态,本文在Brassard回路的基础上提出一个改进的量子回路,它具有更简洁的结构,并能实现量子隐形传态.     

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。     

基于矩阵初等变换的四量子比特可逆电路综合算法

 量子可逆电路实现信息变换的过程可用一个酉矩阵算子表示,采用酉矩阵表示量子可逆电路能更好地反映量子系统的演化,体现量子计算所特有的属性.本文提出基于矩阵初等变换的4量子比特可逆电路综合算法.该算法恰当地利用量子电路的矩阵表示及变换和邻接矩阵的电路转化规则,总能以较小的量子代价综合出任意给定置换的4量子比特可逆逻辑电路.