一、经典物理和量子力学中的四维广义对称形式和力学波动论（论文文献综述）
王振江[1]（2021）在《相对论离子与原子和原子二聚体碰撞电离的理论研究》文中研究表明随着相对论重离子加速器的出现,使用高能量相对论离子进行离子原子碰撞实验已经成为探索未知物理现象的新途径。与非相对论情形不同,相对论离子产生的场不再具有球对称性,这造成了相对论离子与原子体系碰撞动力学过程的特殊性,引起了原子物理学工作者的极大兴趣。除此之外,相对论离子产生的场还具有能量密度高,作用时间短等极端特性,所以当原子体系受到如此奇异的相互作用时,极有可能产生预料之外的物理现象。在本论文中,我们从理论角度考虑了两个相对论离子参与的碰撞问题。第一个问题为圆偏振激光场中的相对论离子原子的两体碰撞电离,第二个问题是相对论离子与氦二聚体碰撞双电离。从最基本的微扰理论出发,针对这两种碰撞体系,采用合理的近似建立了散射振幅的计算方法,得到了相应的物理结果。我们在圆偏振激光场中的相对论离子原子的两体碰撞电离过程的研究中,首先得到了相对论碰撞能区两体碰撞峰的位置和宽度。当激光参与时,我们发现即使是对原子本身没有任何影响的微弱激光场,也可以显着改变两体碰撞动力学过程,从而对电子能量谱线产生极为可观的影响。而随着碰撞能量的提升,我们发现相对论动力学特性造成的两体碰撞峰迅速展宽会降低激光场的对两体碰撞峰的影响。在关于离子与氦二聚体双电离问题的研究中,我们着重考虑了主要反应通道:仅由入射离子的作用造成两个氦原子电离。本文以波恩近似,对称程函近似为基础,建立了相对论离子与氦二聚体碰撞的理论处理方法。我们的计算结果阐明了此双电离通道总截面与氦二聚体空间取向以及核间距的关系,在研究入射离子与具有极远核间距氦二聚体的垂直碰撞时,发现了极为明显的相对论效应,此时相对论入射离子独特的场显着增强了总截面。
何自强[2]（2021）在《基于光力学的微纳颗粒操控以及热传导物理研究》文中认为光力学（Optomechanics）研究光和物质相互作用中的力学效应及其应用,其中一个重要的研究前沿是对机械振子和微纳颗粒的质心运动进行冷却和操控。通过腔冷却的方法,机械振子、纳米颗粒的质心运动已被成功地冷却到量子基态,为探索宏观量子力学、发展高精密测量技术以及制造高灵敏传感器铺平了道路。目前,一些新的光力学研究方向正在兴起。比如:（1）冷却比纳米颗粒更大更重的微米颗粒,以用于探索量子引力物理和量子到经典物理的过渡以及发展更高精度的干涉测量技术;（2）研究电介质颗粒的光学加速,为工业和医学上提供新的沉积、操控和输运纳米颗粒的方法;（3）光力学和统计物理学的交叉应用研究。基于对光力学发展趋势的分析,本文开展了微纳米物质的激光冷却和加速研究,并提出用光机械系统验证低维体系热传导理论的方案,取得的主要成果如下:一、提出了微球的偏振梯度冷却方法。我们的方法应用两束相向传播的具有不同偏振方向的光波来激发一个运动微球（球形微米颗粒）中的两个简并回音壁模式,微球处于这两个简并回音壁模式时可感受到不同的光学势能和粘滞系数。在运动的过程中微球感受到光场的偏振方向不断变化,使得微球中的这两个回音壁模式被轮流地激发,从而形成持续的冷却。此外,我们还研究了带电微球的电子亲合势以及微球内部的热噪声对冷却的影响。数值计算表明我们的方案可将半径较大的微球的质心运动冷却到1m K以下。通过优化光的频率、光强、微球半径等参数,冷却极限温度还可进一步降低。相比于目前用于冷却微球的光学负反馈冷却方法,我们的方法可用来在自由空间冷却微球而不需要反馈冷却系统,为微球的冷却开辟了一条新途径。二、提出了纳米颗粒的光晶格加速方法。该方法用一个加速的光晶格来俘获纳米颗粒并使纳米颗粒随着光晶格一起加速。在加速的过程中,需要考虑空气阻力的影响。我们发现在与光晶格一起加速的坐标系中,在惯性力和空气阻力的共同作用下,被俘获的纳米颗粒处于一个倾斜的等效光晶格势中。随着时间增加,等效光晶格势阱深度会下降。因此纳米颗粒被俘获并稳定加速除了要求纳米颗粒初始动能小于光晶格的初始势阱深度外,还要求加速时间短于等效势阱消失的时间。此外,纳米颗粒对光的吸收也会对加速过程产生重要影响。长时间内吸收光后能使纳米颗粒熔化的光强称之为熔化临界光强。为了避免纳米颗粒被熔化,需要光强小于熔化临界光强或者虽然光强大于熔化临界光强,但加速时间小于纳米颗粒熔化需要的时间。数值模拟显示,使用光强高于熔化临界光强的激光进行加速,可在微秒尺度的时间长度和毫米尺度的空间距离内将纳米颗粒加速到千米每秒的速度,且内部温度几乎不升高。我们的研究为工业上沉积以及医学上操控和输运纳米颗粒提供了一种新方法。三、提出了用一个两端分别耦合一个处于不同等效温度的腔光机械系统的一维简谐链系统模型来研究低维体系中的热传导问题。在这个模型中,两端的腔光机械系统等价于一个激光调控的热库。研究发现,随着链长的增加,该系统中的热导率发散,这表明该系统中的傅立叶定律不成立。我们还发现通过调节驱动激光的功率可控制系统中热流的大小和方向。此外,通过控制简谐链中格点处势能（on-site potential）的大小还可对热流进行开关控制,这为制造热开关以及热三极管提供了新思路。最后我们发展了利用两边腔光机械系统中两个机械振子的位置交叉关联函数的差测量热流的理论。以上这些研究不仅有助于加深人们对光和微纳颗粒相互作用中力学效应的物理认识,而且展示了光力学在热力学和统计物理学中的新用途。此外,激光冷却和俘获微球的方法可以为检验基本量子理论以及探索量子物理到经典物理的过渡铺平道路,并有可能在量子技术中得以应用。
王秋[3]（2021）在《不具有PT对称性的非厄米二能级系统的奇异点与动力学》文中研究说明在量子力学中,封闭量子系统的哈密顿量通常被要求是厄米的,从而保证了实的能谱以及幺正的时间演化。实际上,任何现实存在的量子系统都是开放的。在一定条件下,开放量子系统可以用非厄米哈密顿量（non-Hermitian Hamiltonians,NHHs）有效地表征。因此,在过去的二十年里,对开放量子系统,特别是非厄米量子系统的研究一直是物理学的主要课题之一。非厄米量子系统的一个标志是其本征值与本征函数（本征态）在取特定的系统参数时发生合并,发生合并的点通常称为奇异点（Exceptional Point,EP）。由Kato命名的奇异点是一个光谱合并点,可以产生各种各样奇异的物理现象,也会导致违反直觉的物理结果,从而允许人们去解释一些令人费解的实验结果。奇异点已经在各种非厄米量子系统中进行了研究,包括光机械系统、耦合波导、耦合光学微谐振腔、腔磁系统、超导电路量子电动力学系统以及欧氏李代数型非厄米量子系统等。近年来,科研工作者对量子力学之外的宇称时间（Parity-Time,PT）对称量子系统的研究兴趣显着增加。特别的是,具有PT对称性的非厄米算符可以具有复本征值或实本征值。此外,奇异点也出现在PT对称量子系统中。结果表明,PT对称自发破缺发生时的参数值就是系统中奇异点出现时的参数值。同时,系统在参数空间中的奇异点处经历了从PT对称相到PT对称破缺相的量子相变,所以奇异点也称为PT对称相变点。因此构建一个哈密顿量形式最一般的非厄米量子系统,研究该系统分别在具有和不具有PT对称性情况下的非厄米特性,便成为了该研究课题的核心。本文,我们首先考虑了一个不具有PT对称性且哈密顿量形式最一般的非厄米二能级系统,然后分别研究了该模型系统与具有PT对称性的非厄米二能级系统（PT对称量子系统）的奇异点。接着,给出了推广的相位刚度（Phase Rigidity）定义,并数值计算了模型系统与PT对称量子系统中奇异点附近的相位刚度,其能正确地给出奇异点在参数空间中的位置。最后,我们依次研究了两个系统存在的不同动力学行为。
白国栋[4]（2020）在《基于数字编码超表面的物理现象表征及信息系统拓展》文中进行了进一步梳理材料形式的丰富增添了人们对物理世界操纵的自由度。超材料的出现不仅使科学界对电磁参数的认识加深了一个层次,并且由于超材料单元本身具有强大的电谐振和磁谐振,非常便于电磁现象的调控以及装置设备的研发,从而有效地促进了电磁相关领域的发展。超表面是由亚波长尺寸的超材料结构在二维方向上延拓而形成的平面阵列,它在媒质交界面上引入突变的电磁响应,进而对空间波或者表面波灵活调控,由此激发了一系列轻便超薄的电磁波控制装置。因为这种在交界面上提供突变量的思想适用于诸多涉及边界条件的问题,超表面技术很快吸引了全世界科研人员的关注。数字编码超表面是将超表面所控制的物理现象与信息科学相结合的新兴研究领域,旨在探索以下两方面的内容:一、如何利用简明的超表面数字编码序列来控制电磁波,实现新奇的物理装置;二、如何将这种超薄且功能强大的电磁波控制系统与信息处理系统有机结合,丰富或简化现有的信息处理系统。本文以数字编码超表面为研究对象,围绕以上两个主题,从理论和实际应用角度出发,详尽地讨论了数字编码超表面对物理现象的表征以及信息系统的扩展。主要研究内容和贡献概括如下:1)多任务共享型数字编码超表面。编码超表面信息容量的增加可使其控制的物理功能更强大和多样化。本文通过对超表面单元几何尺寸的优化设计,实现了能同时工作在C、X和Ku波段的2比特编码超材料。其中,每个频段的控制参量均为不同的几何参数,所以不同频点之间的编码功能互不影响。基于此,只需要在各工作频点上设计独特的编码图样,即可得到多任务的电磁波控制装置。本文在C波段设计了幻觉装置,当雷达探测波打到铺设超表面的平板上时,反射的回波会显示成一个阶梯状物体的散射图样;在X波段设计了隐身装置,得到了-10d B的雷达散射截面（RCS）缩减功能;在Ku频段设计了涡旋波产生装置。本工作利用单层PCB板进行加工,具有很强的可兼容性。2)声电共用型编码超表面。声电共用型编码超表面可同时对声波和电磁波执行多波束生成、波束操纵和赋形、异常反射等操作,也可用来缩减目标物体的RCS以及声呐散射截面。声电共用型编码单元的基本结构为铝制的Helmholtz谐振器,通过调整谐振单元的几何参数,可同时对声场与电磁场的反射相位进行调控,形成高比特的多物理场编码态。本工作基于单一材料设计,结构简单、易于加工,并且能够实现高比特编码状态。基于此类编码超材料的设备可用作声纳阵列与电磁天线阵列的联合,在一些特定场景的安全检测和目标搜索具有一定的应用前景。3)编码超表面对Aharonov-Bohm（AB）效应的模拟。AB效应是量子力学里面非常重要的效应之一,其描述的是电子在运动空间中,不管电磁场存在与否,其波函数相位（也叫AB相位）都将受到电磁势的作用。AB效应的提出使人们对量子力学中的相位分量开始重视。AB相位是一种特殊的几何相位,该相位正比于电子路径所包围的等效磁通。本文阐述了如何用超材料单元来模拟AB效应,并得到了类似的几何相位。此外,本工作将这种几何相位与Pancharatnam-Berry（PB）相位相结合,打破了几何相位的共轭限制,由此可产生任意线性极化及椭圆极化的相位,打破光学模拟的自旋霍尔效应的对称限制、以及自旋转轨道角动量装置中拓扑电荷的共轭限制。本文给量子效应的超材料模拟提供了新的思路和可行性平台。4)基于经典编码超表面对于量子信息的模拟。数字编码超表面属于物理与信息科学相融合的新兴方向。区别于传统电路的逻辑信息,超材料比特基于波与单元的相互作用,可利用电磁波的多个自由度。然而,数字编码超材料能在多大程度上扩展信息的表征能力目前还没有定论。本文论证了经典的超表面具有表征类似量子比特和量子信息的能力,揭示了超材料原子可以模拟二能级自旋系统,并且构建任意自旋的叠加态。本文还提出利用不可分离的几何相位可诱导出经典纠缠,并得到了实现最大纠缠的条件。本研究扩展了编码超表面的信息表示范围,为量子信息的经典模拟提供了新方法。5)基于编码超表面的新型通信体制的原型搭建。本研究展示了一款基于可编程数字超材料的直接辐射无线通信系统的原型机。本通信系统通过区别复杂的远场辐射图样,利用可分辨的远场方向图及其编码序列之间的映射关系来表征信息,并进行数字通信。当所有可用远场辐射图的编码状态建立之后,所传递的信息即可用其来表征,并被加载到可编程超材料上面。在馈源天线的激励下,数字编码超表面的远场辐射图样实时切换,并被位于远场区多个位置的接收天线接收并汇总,最后通过接收到的辐射图样与编码序列之间的映射重构出所发送的信息。本通信系统省去了传统通信系统中的数模转换以及混频模块,大大简化了通信系统的复杂度,降低了成本。除此之外,本系统具备物理层面的保密属性,具有自适应、自我感知等能力。
张昱超[5]（2020）在《基于非退相干子空间的量子计算》文中提出量子计算,作为二十一世纪中的一项新热门技术,无论是在计算速度还是计算能力方面,它都是明显优于经典计算机。但是,量子计算在处理量子信息的过程中,相应的量子系统需要保持一种稳定的相干性,而这种相干性会因为量子体系与环境之间发生不可避免的相互作用而受到破坏。所以,如何创造一个无消相干子空间以克服消相干的影响已成为制造量子计算机的关键之一。本文主要研究了两种无消相干子空间:绝热子空间和芝诺子空间,我们首先介绍了基于绝热理论的和乐量子计算,当量子系统经过一个绝热演化的周期后,将获得一个仅依赖于演化路径而与系统的演化速度无关的几何相位。并且,该几何相可以是阿贝尔或者是非阿贝尔的,取决于能量本征态的简并度。虽然几何相能够消除对系统控制时所带来的影响,但是绝热演化的过程是非常漫长的,这样会增加系统自发辐射和退相干的概率。为了消除这方面的不足,我们先利用连续投影测量的方法研究了芝诺动力学,并总结出获取芝诺子空间的三种方法。同时,我们也展示了绝热演化和芝诺动力学之间的等价性,这就意味着但凡通过绝热演化获得的和乐量子计算,我们总能相对应地用芝诺动力学的方法来实现它。最后,我们利用芝诺动力学设计了一些实现量子门的方案,为进一步实现通用量子计算机提供了新途径。另外,我们在第三章中介绍了几何相的电磁对偶性,发现了在双四维矢势下,与A-C效应构成电磁对偶的是HMW效应,并在第四章梳理芝诺动力学的知识体系过程中,在一定程度上展示了数学作为一门工具在物理研究过程中的作用之大,它们的关系非常精妙!
刘玉鑫[6]（2020）在《强相互作用系统的对称性及其破缺》文中进行了进一步梳理本文简要介绍对称性及其破缺的概念和基本的数学上所说的幺正对称性等的微观粒子实现,从而为利用抽象的数学描述物理问题奠定基础。本文还简要介绍早期宇宙强相互作用物质演化过程的对称性及其破缺,尤其是可见物质质量的产生（比如DCSB）以及强相互作用等基本相互作用的规范对称性和破缺,为有意向探讨早期宇宙强相互作用物质演化的青年学者和研究生提供必要的知识储备,并打开一扇窗口。同时,还简要讨论原子核的对称性及其破缺,尤其是作为强相互作用多体系统的束缚态研究中的基本理论方法、（多粒子）壳模型及相互作用玻色子近似模型（IBM）、集体运动的描述及集体运动模式演化（形状相变）的研究方法及进展简况,提供一些在基本理论方法与前沿研究课题之间建立桥梁的实例。
王昆[7]（2020）在《三体真Bell非定域性和纠缠目击者》文中进行了进一步梳理自从量子力学创立之初至今,人们已经对量子非定域性的研究做了很多的工作.2007年,Wiseman,Jones和Doherty对量子非定域性进行更精确的分类:量子纠缠,量子导引和Bell非定域性.关于Jaynes-Cummings模型和非惯性系中的量子纠缠特性前人利用纠缠度量做了很多研究,但是关于三体真Bell非定域性的结果相对较少.本文主要对Bell非定域性和纠缠目击者进行了研究.主要研究成果如下:一、Jaynes-Cummings模型中的三体真Bell非定域性.1963年,Jaynes 和 Cummings 提出了 Jaynes-Cummings 模型（简称 J-C 模型）,是量子光学中较简单的模型.我们主要考虑三J-C模型中以下面两种类GHZ态作为初始态,根据Svetlichny不等式研究它们的三体真Bell非定域性的演化规律.我们得到了各子系统的三体真Bell非定域性的解析表达式.对于三个原子组成的子系统ABC和三个腔组成的子系统abc,我们得到在某些时间段内这两种子系统都违反了 Svetlichny不等式,即它们是处于三体真Bell非定域性的.然而对于原子和腔混合一起组成的子系统ABc,Abc,ACb和Cab,它们都是满足Svetlichny不等式的.二、非惯性系统中三体GHZ态的Bell非定域性.我们考虑了两种情况,一个观测者做匀加速运动和两个观测者做匀加速运动.首先,我们发现当一个观测者（Charlie）匀加速运动时,无论加速度多大始终有S（ρABCI）>4.这意味着子系统ABCⅠ一直处于三体真Bell非定域性的状态.如果观测者Charlie的加速度变大,则三体真Bell非定域性S（ρABCI）会减小.其次,我们考虑Alice是静止的,Bob和Charlie分别以加速度ab和ac做匀加速运动.我们发现对于不同的子系统的三体真Bell非定域性S（ρ）关于加速度参数rb和rc有不同的单调性变化.与Svetlichny不等式对比,我们得到所有子系统都满足MABK不等式.当对比子系统ABCⅠ与ABCⅡ,ABⅠCⅠ与ABⅡCⅡ,我们发现当加速度变大时,Ⅰ区域的三体真Bell非定域性减小而Ⅱ区域的在增大.如果把三体真Bell非定域性看作资源或信息,这也许意味着加速度能使Ⅰ区域的信息“流向”Ⅱ区域.三、纠缠目击者的构造.Chruscinski等人利用相互无偏基构造出了一类纠缠目击者[Phys.Rev.A,97（3）:032318（2018）].但是他们的方法只能得到Cd（?）Cd上的纠缠目击者.我们考虑对任意的a,b（a和b可以不相等）,Ca（?）Cb上的纠缠目击者的构造问题.我们利用两个Hilbert空间中的两组相互无偏基构造出了一个保迹的和保持半正定性的映照.据此,我们构造出了一类Ca（?）Cb上的纠缠目击者并且给出了 C3（?）C4上的一个特例.
张乐[8]（2020）在《Crofton公式在全息纠缠熵和全息复杂性中的应用》文中提出本文旨在利用闵氏Ad S3时空的Crofton公式理解全息复杂性,丰富全息字典,并为复杂性有界提供了合理解释。本文分别介绍了纠缠熵和复杂性在量子力学和量子场论中的定义和性质。Ryu-Takayanagi关系建立了边界上纠缠熵与特定余维2极值曲面面积的联系,从而提供了纠缠熵的全息定义。在态/曲面对偶建立起Ad S时空中余维2的超曲面Σ与CFT中量子态|ψΣ对应关系的基础上,本文说明了路径积分复杂性作为更一般的场论复杂性是自然合理的。其中,量子态|ψΣ的复杂性特指以Σ为边界条件的最优面的路径积分复杂性。对于一组特定半平面,本文比较了CV猜想与路径积分复杂性的结果,在允许门的多项式的误差下两者保持一致,在这个意义下,CV猜想提供了合理的全息复杂性定义。将Crofton公式应用于欧氏Ad S2时空能使bulk中一般曲线获得纠缠熵诠释,利用这一结论可以进一步从bulk视角解释纠缠熵的基本性质。借鉴纠缠熵的研究思路,在闵氏Ad S3时空上,我们探究了的另一量子信息概念———复杂性。CV猜想已经建立了复杂性与bulk中余维1类空曲面的等量关系。针对一般闵氏时空中仅类空测地线有全息意义这一特点,本文首次给出闵氏Ad S3时空上Crofton公式的精确形式并进行严格证明,结果表明bulk中余维1的任意类空凸闭曲面面积是该曲面的类空测地线通量,其中,运动学空间的测度由纠缠熵的二次微分给出。特别地,我们将修正因子κ表示为U（1）空间和Ad S3空间体积之比。最后,复杂性与纠缠熵的联系允许我们利用张量网络的手段研究复杂性的性质,本文论证了复杂性的下界由低能标下希尔伯特空间的尺度决定。
朱高岩[9]（2020）在《量子纠缠与量子非线性的实验研究》文中进行了进一步梳理在量子通信中,一般使用量子态作为信息的载体,即用量子态来编码信息。要有效地实现量子通信,就必须能准确的从所传递的量子态中提取编码的信息,也就是能很好的识别携带信息的量子态。而量子态在经过信道传输后,由于信道噪声的影响,原本正交的两个量子态会变非正交乃至近乎重叠的态。所以如何高效可靠的识别非正交的量子态,是量子通信中必须解决的问题。量子态识别的效率和可靠性直接决定了量子通信的质量。而应用量子信息、实施量子通信的先决条件是制备、存储和操纵量子信息,而这里所说的信息通常是指量子纠缠。量子纠缠是量子通信和量子计算最基本的资源之一。本文正是对上述内容展开了研究和探讨。主要包括以下两个部分:第一,介绍量子态识别典型的两大类方案——最小错误量子态识别和无错误量子态识别方案,然后提出了一种介于现有两类方案之间的一种量子态识别方案。该方案的提出基于一种由测量引起的量子非线性变换协议。对于任意两个非正交的态,该方案可以使两个态快速趋近于正交,从而可以高效的实现量子态识别。尤其对于高度重叠的两个非正交态,相比于之前的方案,该方案展现出更高的效率（在允许存在一定的识别失败的几率的情况下）。我们还利用线性光学元件,在实验上演示了这种量子非线性协议。通过将这个非线性量子协议对两个近乎重叠的量子态进行多次迭代,然后利用量子态层析成像技术观测并分析其输出态,证明了只需要数次迭代该协议,就可以使原本近乎重叠的非正交量子态快速趋近于正交,从而展示了该协议应用于量子态识别的可行性和高效性。第二,介绍了目前我们正在进行的一个关于量子纠缠的工作。这个工作中,主要利用双光子纠缠源研究在一方是非完美探测的Bell实验中（非对称Bell实验）,对CHSH不等式的违背情况。在这种情况下较弱的纠缠可以展现出更强的非局域性。
杨冠群[10]（2020）在《高维受控量子隐形传态中的控制力分析》文中认为量子纠缠是量子信息处理中的一种重要资源,它在诸多量子信息应用中起着至关重要的作用。在量子纠缠的许多重要应用中,受控量子隐形传态是一种具有重要意义的应用。在受控量子隐形传态方案中,只有在控制者的允许下,接收者才能以100%的概率将发送者传来的任意量子态信息完整接收。自从提出受控量子隐形传态的概念以来,相关的理论研究已逐步完善,其在量子通信的各个领域都具有令人感兴趣的应用,并且近年来在理论和实验上都取得了长足的进步。本文着眼于高维度的受控量子隐形传态,通过研究基于高维度三方标准Greenberger-Horne-Zeilinger（GHZ）纠缠态信道和类GHZ纠缠态信道的任意d维受控量子隐形传态方案,定量分析了控制方对发送方和接收方之间的有效信息传输过程的控制能力。论文主要研究成果如下:1.针对任意d维受控量子隐形传态方案的控制力,本文研究了高维度三方标准GHZ纠缠态信道和类GHZ纠缠态信道,对控制力进行了定量分析并确定了d维受控量子隐形传态的控制力上限。与已有研究在二维受控隐形传态方案中给出控制力的范围不同,本文专注于高维度情况,并且从控制力的角度给出了类GHZ态的性能分析,在先前的工作中这类信道并没有被讨论过。2.本文确定了控制力和量子信道的容量之间的权衡关系。研究得出,通过减少高维量子信道中传送的信息的维度数或者通过增大控制者所持有的纠缠粒子的编码信息的维度数,可以获得更高的控制力。特别地,在理想的受控隐形传态方案中传送单量子比特时,可以在三维度的类GHZ态信道中实现最大控制力。该最大控制力的值大于先前工作中所预测的最大值,同时也大于二维度量子信道中控制力的上限。这也说明,基于原有的二维度量子信道的原始结论将不再适用于类GHZ态信道中传输信息和信道维度不对称的情况。本文所提出的标准简单、实用,并且适用于使用纯态量子信道的所有完美受控量子隐形传态方案。本文的研究为获得更高的控制力提供了一种可行的方法,也为定义多体系统的高维度纠缠度提供了可能的新思路和方法。
二、经典物理和量子力学中的四维广义对称形式和力学波动论（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、经典物理和量子力学中的四维广义对称形式和力学波动论（论文提纲范文）
（1）相对论离子与原子和原子二聚体碰撞电离的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 符号列表 |
| 第1章 引言 |
| 1.1 离子原子碰撞理论的发展 |
| 1.1.1 波恩近似 |
| 1.1.2 扭曲波近似 |
| 1.1.3 数值计算理论 |
| 1.2 激光场中的原子碰撞物理学 |
| 1.3 原子二聚体的研究进展 |
| 1.3.1 有关原子二聚体的物理学 |
| 1.3.2 氦气二聚体的研究概述 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 离子-原子碰撞的微扰论方法 |
| 2.1 半经典方法 |
| 2.2 匀速运动离子的场 |
| 2.3 一阶微扰理论 |
| 2.4 半经典近似与平面波波恩近似的等价性 |
| 2.5 散射截面的变换 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 激光场中的相对论离子原子两体碰撞电离的理论研究 |
| 3.1 离子原子碰撞电离中的两体碰撞峰 |
| 3.1.1 经典粒子的两体碰撞 |
| 3.1.2 两体碰撞峰的位置和宽度 |
| 3.2 电子在平面电磁波中的运动 |
| 3.2.1 经典电子在平面电磁波中的运动 |
| 3.2.2 电子在平面电磁波中运动的量子力学描述 |
| 3.3 激光场中的离子原子碰撞的理论计算 |
| 3.3.1 电子碰撞前后的状态 |
| 3.3.2 散射截面的计算细节 |
| 3.3.3 包含束缚态的空间积分 |
| 3.4 结果与讨论 |
| 3.4.1 圆偏振激光场对两体碰撞过程的影响 |
| 3.4.2 不同规范的影响 |
| 3.4.3 与强场近似的对比 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 相对论离子与氦二聚体碰撞中的双电离过程 |
| 4.1 相对论离子与氦原子碰撞单电离过程 |
| 4.1.1 一阶波恩近似 |
| 4.1.2 对称程函近似 |
| 4.1.3 包含库伦波函数的矩阵元计算 |
| 4.2 氦二聚体双电离的理论模型 |
| 4.2.1 独立原子近似 |
| 4.2.2 双电子对称程函近似 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 氦二聚体空间取向与核间距对双电离截面的影响 |
| 4.3.2 三种理论特点分析 |
| 4.3.3 相对论效应的体现 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 总结与展望 |
| 附录A类氢离子波函数 |
| A.1 非相对论库仑连续态波函数 |
| A.2 类氢离子相对论束缚态波函数 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
| 致谢 |
（2）基于光力学的微纳颗粒操控以及热传导物理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 前言 |
| 第二章 光与电介质物体相互作用中力学效应的计算 |
| 2.1 计算光对电介质物体力学效应的麦克斯韦应力张量方法 |
| 2.2 光与微纳颗粒相互作用中的力学效应的计算 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 腔光力学研究简介 |
| 3.1 光—机械振子系统的动力学及其应用 |
| 3.2 微纳颗粒的光学悬浮原理及其应用 |
| 3.3 腔冷却悬浮纳米颗粒 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 微米颗粒的自由空间光学冷却和操控研究简介 |
| 4.1 腔冷却微米颗粒的困难 |
| 4.2 微纳颗粒的主动光反馈冷却方法 |
| 4.3 微米颗粒的多普勒冷却 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 光力学在热力学和统计物理学中的应用 |
| 5.1 低维晶格体系热传导理论研究简介 |
| 5.2 光力学在热力学和统计物理学中的应用 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 中性以及带电微球的偏振梯度冷却和俘获研究 |
| 6.1 相向传播的不同偏振方向的光波实现微球的偏振梯度冷却 |
| 6.2 内部温度对大微球冷却的影响 |
| 6.3 残留空气分子产生的随机力 |
| 6.4 光子散粒噪声产生的随机力 |
| 6.5 冷却温度 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 加速光晶格线性加速纳米颗粒研究 |
| 7.1 纳米颗粒在运动光晶格中受的光力 |
| 7.2 纳米颗粒被光晶格俘获并稳定加速的条件 |
| 7.3 光学吸收对纳米颗粒加速的影响 |
| 7.4 纳米颗粒加速的数值研究 |
| 7.5 本章小结 |
| 第八章 两端耦合腔光机械系统的简谐链上的热传导研究 |
| 8.1 两端耦合腔光学机械系统的一维简谐链理论模型 |
| 8.2 简谐链中的局部热流 |
| 8.3 通过左右机械振子位移互相关函数的差来测量简谐链中的热流 |
| 8.4 本章小结 |
| 第九章 总结与展望 |
| 附录Ⅰ. 矢量球谐函数的表达式 |
| Ⅰ.1 矢量球谐函数M_(emn),M_(omn),N_(emn)和N_(omn)的表达式 |
| Ⅰ.2 电磁多极矩模式N_(±α1n)~((1,3))和M_(±α1n)~((1,3))的表达式 |
| 附录Ⅱ. 四维力密度 |
| 附录Ⅲ. 米氏散射中的各个系数 |
| 附录Ⅳ 量子的局部热流公式 |
| 附录Ⅴ 经典以及量子简谐链中热力学极限下的热流J_∞ |
| Ⅴ.1 等效传播效率ρ_(eff)(ω) |
| Ω_H或者ω<Ω_L'>Ⅴ.1.1 ω>Ω_H或者ω<Ω_L |
| Ⅴ.1.3 对定理1的证明 |
| Ⅴ.2 经典以及量子简谐链中热力学极限下的热流J_∞ |
| Ⅴ.2.1 经典简谐链 |
| Ⅴ.2.2 量子简谐链 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 攻读博士期间发表的论文 |
| 致谢 |
（3）不具有PT对称性的非厄米二能级系统的奇异点与动力学（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 量子力学的产生与发展 |
| 1.2 非厄米量子力学的产生与发展 |
| 1.3 宇称时间对称量子力学的产生与发展 |
| 1.4 本文的主要内容和结构安排 |
| 2 理论基础知识 |
| 2.1 量子态与密度矩阵 |
| 2.1.1 量子态 |
| 2.1.2 密度矩阵 |
| 2.2 非厄米量子系统特性 |
| 2.2.1 奇异点 |
| 2.2.2 双正交积 |
| 2.2.3 相位刚度 |
| 2.3 宇称时间对称非厄米量子系统 |
| 2.3.1 宇称时间对称算符 |
| 2.3.2 宇称时间对称量子系统性质 |
| 3 非厄米二能级系统的理论研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不具有宇称时间对称性的非厄米二能级系统 |
| 3.2.1 模型哈密顿量 |
| 3.2.2 奇异椭圆 |
| 3.2.3 相位刚度 |
| 3.2.4 动力学 |
| 3.3 具有宇称时间对称性的非厄米二能级系统 |
| 3.3.1 宇称时间对称哈密顿量 |
| 3.3.2 奇异环 |
| 3.3.3 相位刚度 |
| 3.3.4 动力学 |
| 3.4 本章小节 |
| 4 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 在学期间公开发表论文及着作情况 |
| 致谢 |
（4）基于数字编码超表面的物理现象表征及信息系统拓展（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 超材料概述 |
| 1.2.1 超材料的产生以及电磁参数的扩展 |
| 1.2.2 超材料功能器件 |
| 1.2.3 超表面的产生及发展 |
| 1.3 超表面研究现状 |
| 1.4 数字编码超表面 |
| 1.5 论文的研究背景及主要内容 |
| 第二章 多任务共享型数字编码超表面 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 多任务超表面的电磁波调控机理 |
| 2.2.1 多任务超表面的设计理念 |
| 2.2.2 多频段数字编码超表面单元设计 |
| 2.2.3 多频带编码超表面的工作原理 |
| 2.3 多路径波束控制 |
| 2.4 多功能共享型编码超表面 |
| 2.4.1 基于编码超表面的幻觉光学设备 |
| 2.4.2 基于编码超表面的隐身装置 |
| 2.4.3 涡旋波的生成 |
| 2.5 实验验证 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 声电共用型编码超表面 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 多物理场控制机理 |
| 3.3 声电共用型编码超表面 |
| 3.3.1 声电共用型编码超表面的单元设计与编码状态 |
| 3.3.2 基于1 比特编码超表面的多波束生成装置 |
| 3.3.3 多物理场的隐身装置 |
| 3.3.4 基于2 比特编码的多物理波束搬移 |
| 3.3.5 多物理场的异常反射现象以及涡旋波的生成 |
| 3.4 实验验证 |
| 3.5 本章小结与讨论 |
| 第四章 几何相位超表面及其对量子系统的模拟与应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 几何相位的产生及发展概述 |
| 4.3 超表面中的几何相位 |
| 4.4 AB效应的模拟以及超表面当中新型几何相位的引入 |
| 4.5 单元的相位响应以及自旋对称相位的打破 |
| 4.6 任意极化的相位控制 |
| 4.7 基于自旋对称破缺几何相位的功能举例 |
| 4.7.1 非对称的自旋霍尔效应模拟 |
| 4.7.2 具有非共轭拓扑电荷的自旋-轨道角动量转换装置 |
| 4.8 实验验证 |
| 4.9 本章小结 |
| 第五章 量子信息的编码超表面表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 量子信息的特点概述 |
| 5.2.1 量子比特的叠加性 |
| 5.2.2 量子比特的纠缠特性 |
| 5.3 叠加特性的编码超表面模拟 |
| 5.3.1 编码超表面单元表征自旋态的叠加 |
| 5.3.2 叠加的具体实例 |
| 5.4 纠缠特性的模拟 |
| 5.4.1 经典纠缠 |
| 5.4.2 最大经典纠缠的超表面实现 |
| 5.4.3 打破最大纠缠的属性 |
| 5.5 本章小结与讨论 |
| 第六章 直接辐射无线通信系统的原型搭建 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 动态编码超表面 |
| 6.2.1 一比特动态编码超表面的设计 |
| 6.2.2 两比特动态编码超表面的设计 |
| 6.3 基于编码超表面的直接辐射无线通信系统原型 |
| 6.3.1 远场复杂性的解调 |
| 6.3.2 编码超表面的远场散射实验验证 |
| 6.3.3 基于数字编码超表面的直接辐射通信系统构架 |
| 6.3.4 基于直接辐射通信系统的信息传输实验 |
| 6.3.5 该通信体制的适用场景以及优势 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（5）基于非退相干子空间的量子计算（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景:量子计算机的诞生 |
| 1.2 量子计算的挑战 |
| 1.3 本文结构 |
| 2 量子计算的理论基础 |
| 2.1 量子态与量子比特 |
| 2.2 态演化与量子逻辑门 |
| 2.3 量子门运算 |
| 2.4 量子测量理论 |
| 3 绝热和乐量子计算 |
| 3.1 绝热情况下的量子和乐 |
| 3.2 绝热量子门 |
| 3.3 绝热演化的缺点 |
| 4 量子芝诺动力学 |
| 4.1 历史背景 |
| 4.2 量子芝诺效应 |
| 4.3 量子芝诺动力学和芝诺子空间 |
| 4.4 获得芝诺动力学的三种方法 |
| 5 基于芝诺动力学的量子门实现 |
| 5.1 绝热演化与芝诺动力学的关系 |
| 5.2 芝诺量子门 |
| 5.3 小结 |
| 6 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
（7）三体真Bell非定域性和纠缠目击者（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和研究现状 |
| 1.1.1 量子非定域性 |
| 1.1.2 隐变量理论 |
| 1.1.3 Jaynes-Cummings模型 |
| 1.1.4 非惯性系中的量子非定域性 |
| 1.1.5 纠缠目击者 |
| 1.2 论文章节安排及主要研究成果 |
| 第二章 基础知识 |
| 2.1 基本的符号表示 |
| 2.2 量子力学假设 |
| 2.3 密度算子 |
| 2.4 Schmidt分解 |
| 2.5 正映照 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 量子态的非定域性 |
| 3.1 Bell非定域性和Svetlichny不等式 |
| 3.2 特殊的三量子比特X型态真Bell非定域性 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 Jaynes-Cummings模型中的三体真Bell非定域性 |
| 4.1 类GHZ态 |Φ_(ABC)〉的三体真Bell非定域性 |
| 4.2 类GHZ态 |Ψ_(ABC)〉的三体真Bell非定域性 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 非惯性系下的三体真Bell非定域性 |
| 5.1 一个观察者加速时的三体真Bell非定域性 |
| 5.2 两个观测者加速时的三体真Bell非定域性 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 量子态的纠缠目击者 |
| 6.1 利用两组无偏基构造正映照 |
| 6.2 一个特例 |
| 6.3 本章小结 |
| 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间的研究成果 |
| 致谢 |
| 附录 |
（8）Crofton公式在全息纠缠熵和全息复杂性中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究现状 |
| 1.2 研究内容与研究方法 |
| 1.3 研究目的及研究价值 |
| 1.4 文章结构安排 |
| 第二章 全息原理 |
| 2.1 共形场论 |
| 2.2 AdS时空 |
| 2.3 GKP-W关系 |
| 第三章 纠缠熵与复杂性 |
| 3.1 纠缠熵 |
| 3.1.1 量子力学中的纠缠熵 |
| 3.1.2 其他纠缠度量 |
| 3.1.3 全息纠缠熵 |
| 3.2 复杂性 |
| 3.2.1 量子力学中的复杂性 |
| 3.2.2 态/曲面对偶 |
| 3.2.3 全息复杂性 |
| 第四章 Crofton公式在全息纠缠熵中的应用 |
| 4.1 Crofton公式 |
| 4.1.1 2维欧氏平直时空的Crofton公式 |
| 4.1.2 2维欧氏反德西特时空上的Crofton公式 |
| 4.2 运动学空间与全息纠缠熵 |
| 4.2.1 条件互信息 |
| 4.2.2 运动学空间的因果律与原空间的基本几何元素 |
| 4.2.3 纠缠熵性质在运动学空间的诠释 |
| 第五章 Crofton公式在全息复杂性中的应用 |
| 5.1 3维闵氏反德西特时空上的Crofton公式 |
| 5.2 运动学空间与全息复杂性 |
| 5.2.1 运动学空间因果律 |
| 5.2.2 CV猜想与全息复杂性性质 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 附录 A:AdS2时空与Ad S3时空 |
| 攻读硕士学位期间取得的科研成果 |
| 致谢 |
（9）量子纠缠与量子非线性的实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 预备知识 |
| 1.2.1 量子力学的基本公设 |
| 1.2.2 量子比特和密度矩阵 |
| 1.2.3 量子比特的布洛赫球表示 |
| 1.2.4 量子逻辑门 |
| 1.2.5 量子测量 |
| 1.2.6 量子信道 |
| 1.2.7 常用线性光学器件简介 |
| 1.3 文章内容结构简介 |
| 1.4 参考文献 |
| 第二章 量子态识别 |
| 2.1 量子态识别简介 |
| 2.2 最小错误量子态识别 |
| 2.3 无错误量子态识别 |
| 2.4 本章小结 |
| 2.5 参考文献 |
| 第三章 基于量子非线性的量子态识别方案 |
| 3.1 研究背景 |
| 3.2 理论介绍 |
| 3.3 基于线性光学元件的实验实现 |
| 3.4 实验结果 |
| 3.5 总结 |
| 3.6 参考文献 |
| 第四章 量子纠缠的实验研究 |
| 4.1 量子纠缠 |
| 4.2 自发参量下转换 |
| 4.2.1 自发参量下转换简介 |
| 4.2.2 相位匹配 |
| 4.3 双光子纠缠态的实验制备 |
| 4.4 Bell非局域性的实验观测 |
| 4.4.1 非对称贝尔实验 |
| 4.4.2 理论数值模拟分析 |
| 4.5 实验方案简介 |
| 4.5.1 初始态制备 |
| 4.5.2 CHSH测量 |
| 4.6 总结 |
| 4.7 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 致谢 |
| 硕士期间发表论文和参加的学术活动 |
（10）高维受控量子隐形传态中的控制力分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 量子信息概述 |
| 1.2.1 量子通信概述 |
| 1.2.2 量子计算概述 |
| 1.3 研究内容 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 第二章 量子通信的理论基础及量子隐形传态 |
| 2.1 量子通信的物理基础 |
| 2.1.1 量子力学的基本假设 |
| 2.1.2 量子比特 |
| 2.1.3 量子逻辑门 |
| 2.1.4 量子纠缠 |
| 2.2 量子隐形传态 |
| 2.2.1 量子隐形传态原理 |
| 2.2.2 量子隐形传态研究进展 |
| 2.3 受控量子隐形传态中的控制力 |
| 2.3.1 受控量子隐形传态原理 |
| 2.3.2 控制力的定义 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 高维受控量子隐形传态中的控制力 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 通过LOCC提高控制力 |
| 3.2.1 2~N维GHZ态信道及类GHZ态信道的d维CT方案控制力分析 |
| 3.2.2 K维GHZ态信道及类GHZ态信道的d维CT方案控制力分析 |
| 3.3 维度不对称信道中CT方案的控制力 |
| 3.3.1 维度不对称信道的d维CT方案控制力分析 |
| 3.3.2 提高控制力的效率 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表论文目录 |
四、经典物理和量子力学中的四维广义对称形式和力学波动论（论文参考文献）
- [1]相对论离子与原子和原子二聚体碰撞电离的理论研究[D]. 王振江. 中国科学院大学(中国科学院近代物理研究所), 2021(01)
- [2]基于光力学的微纳颗粒操控以及热传导物理研究[D]. 何自强. 华东师范大学, 2021(08)
- [3]不具有PT对称性的非厄米二能级系统的奇异点与动力学[D]. 王秋. 东北师范大学, 2021(12)
- [4]基于数字编码超表面的物理现象表征及信息系统拓展[D]. 白国栋. 东南大学, 2020(02)
- [5]基于非退相干子空间的量子计算[D]. 张昱超. 浙江大学, 2020(09)
- [6]强相互作用系统的对称性及其破缺[J]. 刘玉鑫. 原子核物理评论, 2020(03)
- [7]三体真Bell非定域性和纠缠目击者[D]. 王昆. 华南理工大学, 2020(02)
- [8]Crofton公式在全息纠缠熵和全息复杂性中的应用[D]. 张乐. 西北大学, 2020(02)
- [9]量子纠缠与量子非线性的实验研究[D]. 朱高岩. 东南大学, 2020(01)
- [10]高维受控量子隐形传态中的控制力分析[D]. 杨冠群. 北京邮电大学, 2020(05)