一、用压缩相干态计算谐振子任意次幂坐标算符的矩阵元（论文文献综述）
冯啸天[1]（2020）在《光量子存储及噪声特性的实验研究》文中认为光量子理论的实际应用包括量子计算,量子通信和量子度量等,其核心是对光量子信息的处理。大规模的光量子信息处理系统通常是由节点构成的网状结构。受光子传输损耗的影响,节点与节点之间的成功连接可能需要多次尝试,这就离不开稳定、经济、高效的光量子存储器件。衡量光量子存储系统好坏的指标包括:存储效率,存储带宽,存储保真度等。其中,存储效率是最基础的特征指标;高的存储带宽对于存储器接入高速网络意义重大;而保真度的高低则直接反映了系统对于光量子特性的保持能力,是存储器“量子”而非“经典”的判断标准。近二十年来,人们基于不同的物理机制,例如电磁诱导透明存储、拉曼存储、梯度回波存储,利用不同的实验介质,如原子系综、稀土掺杂固体材料、金刚石氮空位色心、单量子系统等,开展了大量关于量子存储的理论和实验研究,成果卓着。尤其在最近几年,存储器件的各项指标均实现了明显进步,例如分别在不同的存储系统中实现了大于90%的存储效率,超过1 s的存储时间和高于GHz的存储带宽。未来,光量子存储领域面临的挑战,是如何在同一存储系统中实现各项指标均达到较高水平,且容易集成和规模化的光量子存储过程。本论文选择具有集体增强效应的原子系综作为光与原子的作用介质。在无需低温冷却装置,且容易制备的铷87热原子蒸汽中,对基于远失谐拉曼散射的光量子存储过程进行了相关实验研究,目的是实现高存储效率,低噪声水平的光量子存储过程。围绕着这一主题,本文首先通过波形迭代优化的方法,将拉曼存储的效率从以往报导的40%提升到80%以上,为拉曼存储的实用化奠定了基础。进一步的,针对降低保真度的主要因素——Λ能级构型的存储介质中伴生的四波混频这一重要噪声来源,本文将量子干涉效应引入存储过程,从理论上提出了一种全新的噪声免疫存储实验方案,在兼顾高存储效率的同时能够将噪声压低至接近真空噪声的水平。最后,论文通过实验演示了这一方案的可行性,对弱相干光待存储光脉冲信号,实验实现了接近80%的噪声抑制效果,与此同时,存储过程的写入效率也有了约10%的提升,达到90%以上;此外,在单光子水平的待存储光信号强度下,实验测得了～93.6%的存储保真度,远超经典非克隆极限的水平。本论文的结果对构建能够实用和集成化的光量子存储器提供了重要的技术支持。
熊标[2]（2020）在《光力系统非经典效应及其应用的理论研究》文中认为光力系统由腔场与介观或宏观的机械振子组成。该系统可以用来研究微观宏观纠缠、超灵敏测量、量子信息存储,是一个重要的器件。本文以光力系统为研究对象,探究该系统的机械振子噪声压缩、猫态制备、量子三极管与量子照明,这些问题在量子信息存储与超灵敏探测中起着重要的作用。本文首先介绍量子物理和腔光力学的发展背景,近期进展及概况。给出本文的研究动机、研究内容以及各章节的安排。介绍与本文研究内容相关的基础知识,包括量子光学基础、开放量子系统基础及腔光力系统基础。在此基础上开展了以下几个方面的研究工作:探索利用非马尔科夫环境增强机械振子的压缩（见第三章）,通过解析与数值计算,发现与振子相互作用的腔模和非马尔科夫库能够诱导振子的有效参量放大项,从而实现振子压缩。提出了利用李雅普诺夫控制实现对振子超过3分贝的压缩的方案（第四章）。设计振子的含时调制,导出振子的动量方差在弱耦合的参数区域下可以单调递减而不会发散,从而实现了机械振子超过3分贝的压缩。并且进一步给出了通过辅助腔模来实现振子频率的含时调制的方法。研究在非可解边带下,实现振子的强压缩问题（见第5章）。通过引入一个非线性介质,发现量子反馈加热可以完全被移除,此时量子反馈冷却极限不受腔泄漏率的影响,从而即使在非可解边带参数区域,仍然可以实现缀饰模的基态冷却,相应地,通过缀饰模冷却和参量放大的联合效应,可以实现强的机械振子压缩。提出一个实现两个机械振子的纠缠猫态的方案（见第六章）。通过对两个光力腔引入可调耦合,实现平均声子数很大,纠缠度很高的纠缠猫态。结果指出在开放系统下,虽然系统的耗散和环境的热激发都会破坏方案制备纠缠猫态,但是在优化的参数条件下,方案仍然能够高保真度地制备振子的纠缠猫态。提出了利用光力系统来构造量子三极管的方案,见第七章。通过分析基极输入量子信号和经典信号两种情况,分析了三个端口的行为。在基极输入量子信号的情况下,利用迭代的方法,证明了集电极和基极的信号可以通过三体相互作用传输到发射极,且透射大于反射。在基极输入经典信号的情况下,基于不同的参数条件,分别可以得到集电极和发射极之间光学分束器型相互作用和参量型相互作用,通过分析输入输出的关系,证明了这两种情况都能实现量子三极管的功能。考虑在电-力-光耦合系统的光力腔中,引入一个OPA晶体来提高微波量子照明,见第八章。结果显示加入的OPA晶体可以增强输出的光场和微波场的纠缠,从而增强微波量子照明,降低探测的错误率。即使目标物体的反射率很低,方案仍然具有较高的信噪比和较低的错误率。与传统的相干态微波雷达相比,方案具有明显的优势。这些研究对于光力系统作为重要的量子器件具有理论意义。
蔚娟[3]（2020）在《基于压缩态光场的量子增强相位估算》文中研究指明计量学是一门研究测量以及测量误差的综合性学科。随着量子力学的飞速发展以及量子资源的不断提高,计量学与量子力学在微观层面的结合逐渐形成量子精密测量这一广受关注的前沿领域。量子精密测量是以实现高分辨率和高灵敏度的物理量测量为研究目标,通过运用量子力学理论来描述物理系统,期望达到比经典测量更高的测量精度。对物理量进行精确测量是科学和技术进步的基础,而量子力学在这一挑战中起着核心作用。一方面,由于量子涨落带来的不可避免的统计不确定性给高精度测量带来基本限制,量子力学给出经典计量学无法突破的测量精度极限,即标准量子极限;另一方面,利用量子力学的一些非经典特性,如纠缠、相干和压缩等可以突破标准量子极限,实现量子增强型计量。相位估算作为精密测量的核心研究内容之一,可应用于长度、速度和位移等物理量的精确测量,其核心问题是在资源（光子/测量样本数）固定的情况下,如何提高相位估算的精确度和灵敏度。由于相位不是厄米算符,光场的相位不能直接测量得到。因此只能通过与相位有确定关系的可观测厄米算符的测量结果来间接推导得出,例如基于干涉装置的场或者强度等,这样的间接测量过程就被称为参量估算。而基于量子资源的相位估算机制则被称为量子相位估算,能够提供一种测量精度优于标准量子极限的相位估算方法。压缩态由于某一正交分量的方差低于相应的标准量子极限,是一种很灵敏的相位估算资源,其估算精度受压缩态光场的性质影响。本人博士期间的主要研究内容是基于压缩态光场的量子增强相位估算,从研制用于量子相位估算所需要的量子光源出发,对固体激光器输出光场的频率及噪声特性进行优化,制备了可长时间稳定工作的压缩态光场,并以此为探针态,实现了一种简易且稳定的量子增强相位估算实验方案。基于连续变量非经典光场的确定性优势,该方案在量子精密测量领域有非常广阔的应用前景。本文的主要研究内容如下:1.首先对产生非经典光场的固体激光器输出光场频率及噪声等特性进行优化。选择一个精细度为50000的超稳Fabry-Perot腔作为激光器的频率参考,在激光器外部利用声光调制器（AOM）作为快反馈执行器件提高锁定系统的响应带宽,实现了一种级联的Pound-Drever-Hall稳频技术,将激光器锁定在超稳腔上。最终激光器的频率漂移降至4小时内7.72 MHz,强度噪声降至300 kHz处达到标准量子极限。完成对光场的频率与噪声特性优化工作。2.利用实验产生的稳定压缩态光场实现了量子增强相位估算。将上述优化后的光场作为非简并光学参量放大器的种子光与泵浦光,利用带锲角的KTP晶体实现无走离效应的II类非临界相位匹配,制备得到可长时间稳定工作的压缩态光场。对实验制备的压缩态光场加载任意未知相移后与一束强的Local光在50/50分束器上耦合,并进行平衡零拍探测,从而获得压缩态光场在所加载相移角度下的正交分量起伏信息。最后利用贝叶斯推断对测量结果进行参量估计,给出关于相移的后验概率分布,实现了一种简易且稳定的量子增强相位估算实验方案。实验结果表明在同样光子数的情况下,利用压缩态光场进行相位估算,可以突破标准量子极限,且压缩纯态是能够达到量子Cramér-Rao边界的最佳资源。本文的创新点如下:1.通过在固体激光器外部增加反馈器件的方法,利用级联的Pound-Drever-Hall稳频技术将激光器锁定在一个高精细度F-P腔上,实现了对固体激光器输出光场频率与噪声特性的优化。2.利用制备的压缩态光场,结合平衡零拍探测与贝叶斯推断,实现了一种简易且稳定的量子增强相位估算实验研究,测量灵敏度突破标准量子极限,且利用压缩纯态可以达到量子Cramér-Rao边界。
陈祥友[4]（2019）在《光与两能级系统强相互作用的解析解和量子相变研究》文中研究说明近年来,光与两能级系统相互作用实验的耦合强度达到超强耦合区域甚至深度强耦合区域,出现了许多弱耦合条件下观察不到的物理现象,如共振条件下的Bloch-Siegert平移,量子相变和量子混沌现象等。其中单模光腔和两能级单原子的相互作用可用Rabi模型进行描述。在超强耦合机制下,Rabi模型旋转波近似解已经失效,需要发展包含旋转波项的解析近似方法,其中拓展的旋转波近似方法通过考虑相干态波函数,并通过近似得到旋转波近似形式的哈密顿量,为超强耦合机制下的Rabi模型提供了有效的解析近似解。本文将拓展的旋转波近似方法运用到有限个量子比特和谐振场的耦合系统,得到了有效的解析近似解,并对系统的动力学演化和量子纠缠等问题进行了研究。此外,拓展的变分方法对Rabi模型的处理改进了拓展的旋转波近方法,但在介于超强耦合到深度强耦合的非微扰的深度强耦合区域内,相干态方法已经不能准确描述Rabi模型的基态和激发态。因此,本论文提出了拓展的压缩旋转波近似（Generalized squeezing rotating-wave approximation（GSRWA））方法,有效地给出了适合于非微扰的深度强耦合区域的解析近似解,并运用到各向异性和各向同性Rabi模型的基态和激发态中,为实验上探索这部分耦合区域内的有趣现象提供了可能。然而,在Rabi模型中原子频率和光腔频率比值Δ/ω为很大的有限值时,Rabi模型有发生相变行为的趋势,此时需要多个压缩相干态的展开才能准确描述准临界点之后的基态波函数。为此我们发展了两个压缩相干态的方法,为各向同性和各向异性Rabi模型在Δ/ω为很大的有限值的情况提供了有效的基态波函数。在Rabi模型中Δ/ω趋于无穷大时,发生的相变为超辐射相变,这等效于光腔与多原子耦合的Dicke模型在原子数趋于无穷大的热力学极限下发生的超辐射相变。对单光子相互作用的Rabi模型和Dicke模型中的超辐射相变和有限尺寸标度行为的相关研究已经有许多。但双光子相互作用的Dicke模型（即双光子Dicke模型）与Dicke模型相比会表现出一些不同的性质。例如双光子项的相互作用会导致双光子Dicke模型的能谱随着耦合强度增大不可避免地塌缩为连续谱。而在塌缩点前的热力学极限下仍然有超辐射相变的存在,理论上也缺少有关双光子Dicke模型的有限尺寸标度行为的研究。本论文采用了有效的解析方法,给出了热力学极限下双光子Dicke模型的激发能谱,超辐射相变点和能谱塌缩点。并采用有效的标度变换方法,给出双光子Dicke模型解析的有限尺寸标度函数和标度指数,并判断其和单光子相互作用的标准Dicke模型属于同一普适类。
谢幼飞[5]（2019）在《具有非线性相互作用的量子比特和振子耦合系统的理论研究》文中指出光与物质的相互作用是凝聚态物理、量子光学和量子信息科学中重要的研究领域。近年来,随着实验技术的进展,在人工固态器件中,如超导电路系统,离子阱系统,冷原子系统,可以实现光和物质的超强耦合,甚至是深强耦合。描述光和物质相互作用的最基本模型是量子Rabi模型及其推广形式。光和物质相互作用耦合的加强,以及人工器件的可调性,都会引起传统的物理图像的修正和新奇物理现象的涌现,如丰富的量子相及其相变,量子演化等。根据目前实验的最新进展,我们在理论上研究了三种具有非线性相互作用的拓展的量子比特和振子耦合系统。1)同时含单光子和双光子耦合的混合Rabi模型。这种混合相互作用在超导电路电动力学系统中是无处不在的,文献中也早已报道,在基于离子阱的量子模拟中也很容易实现。单光子或者双光子耦合的Rabi模型都具有宇称对称性,而同时出现这两种相互作用会导致宇称对称性的自然破缺。因此这个混合模型很难解析求解,甚至在转动波近似下,也没有具有闭合形式的解析解。我们通过Bogoliubov变换和绝热近似的方法得到了数值严格解和近似解析解。原子频率越小,绝热近似越准确,但是我们根据绝热近似得到的很多物理量,在很大耦合区间范围内与数值解符合得很好。在转动波近似下,根据纯相互作用系统中主导的非微扰态,我们也提出了一种近似解析解。对于这个推广的耦合模型,我们发现了两个Rabi频率。我们把这些解析理论应用到真空Rabi劈裂,结果发现额外的双光子耦合带来了 一些新的物理现象。2)量子Rabi-Stark模型。在光腔电动力学系统的Raman跃迁中,会出现非线性Stark耦合,这种系统可用所谓的Rabi-Stark模型来描述。即在量子Rabi模型中,再考虑二能级系统与光场的Stark型的非线性相互作用。我们利用Bogoliubov算子方法,给出了基于一个超越函数的解析严格解,这种方法比在Bargmann空间得到的几个耦合的超越方程简单很多。超越方程的零点构成了能谱图中的常规解。利用超越方程的基线,我们也得到了两种特殊解。同时,我们发现当新增的非线性相互作用项的强度为正时,基态会发生一级相变,并且解析地给出了相变点。一级相变在各向同性Rabi模型中是不存在的。除此之外,我们利用可调相干态的方法也得到了这个模型的严格解。在可调相干态的框架下,我们可以获得一级近似下的解析解,其基态能量和平均光子数在很大的耦合范围内与严格解符合得很好。当非线性相互作用项的耦合强度为光场频率的两倍时,这个模型会发生能谱塌缩。我们也得到了这种情况下的严格解,并给出塌缩点。而超越临界点的区间,由于没有严格解,我们用数值对角化的方法进行了能谱讨论。最后发现该模型存在两类量子相变,一类是极限参数情况下类似量子Rabi模型的二级相变,另一类是有限参数下的量子相变。通过分析后一类相变的能隙和敏感度的标度行为,我们发现其与Rabi模型在极端条件下的量子相变普适类完全不同。3)各向异性双光子Dicke模型。通过Schrieffer-Wolff变换,我们得到了这个模型的解析基态能量和能隙。当原子频率远小于光场频率时,该模型会发生二级量子相变,同时也存在能级塌缩现象。这也要求相变点的大小必须小于模型的塌缩点。随着耦合强度的增大,基态从正常相变到超辐射相,发生对称破缺,能隙变为零。通过数值计算,能量的二阶导数在临界点发生突变,其不连续性也验证了二级相变的存在。此外,能隙的临界指数,基态敏感度的标度指数都揭示了各项异性双光子Dicke模型与常规的单光子Dicke模型的相变具有相同的普适类。
郝树宏[6]（2016）在《连续变量量子逻辑门序列和量子误差修正》文中进行了进一步梳理量子信息科学是量子力学、信息科学和计算机科学等学科相结合而发展起来的的一门新兴学科,是国际研究的前沿领域。量子信息基于量子特性而具有独特的信息功能,在提高运算速度、确保信息安全、增大信息容量和提高检测精度等方面可以突破现有的经典信息系统的极限。量子信息主要包括量子通信与量子计算两大研究方向。量子计算在解决某些计算难题方面具有经典计算无法替代的优势。最初,量子计算研究主要集中在基于量子比特的分离变量领域。然后,随着以光场正交分量为基础的连续变量量子信息处理系统的快速发展,连续变量量子计算也从理论探讨进入实验研究阶段。连续变量量子计算在某些方面具有一些优势,可以比较有效的模拟连续变化的量子系统。连续变量多组份纠缠态光场是量子计算和量子通信网络的重要资源之一。基于多组份纠缠态的单向量子计算是一种重要的量子计算方式。量子逻辑门和量子误差修正是量子计算中的重要环节。我们研究组以连续变量多组份纠缠态光场为量子资源,开展了量子逻辑门序列和量子误差修正方面的研究工作。本文的主要研究内容如下：1.单模压缩操作和傅立叶变换操作是连续变量量子计算领域中的两个基本逻辑操作。我们利用Einstein-Podolsky-Rosen （EPR）双模纠缠态光场,以一种更简单,更有效的方案实现了这些基本量子逻辑操作。理论计算和实验结果都表明,我们所提出的方案不仅在数量上最大程度地降低了对量子资源态的要求,而且在相同的资源条件下增强了输出模式的压缩度和保真度。这种利用双模纠缠态光场实现逻辑操作的方法可以作为基本计算单元应用在以后的大规模量子计算中。2.利用cluster纠缠态作为量子资源的单向量子计算是一种高效的量子计算模式。我们以连续变量六模cluster纠缠态作为量子资源,第一个完成了连续变量量子逻辑门序列的实验演示,它是由一个单模压缩操作和一个双模受控位相门组成的门序列。这个门序列的输出模式保真度和两个输出模式之间的纠缠度等量子特性在实验上得到了验证,输出模式之间的纠缠既依赖于压缩门也依赖于受控位相门,其序列作用得到证实。我们提出的门序列方案可以扩展至更多逻辑门组合,用以执行通用高斯计算。3.量子误差修正能够保护量子态在量子通信和量子计算过程中不受噪声和退相干作用的影响,这使得我们能够执行容错的量子信息处理。我们实验实现了一种针对单一随机误差的五波包结构编码方式的量子误差修正。我们采用的五编码通道是五模连续变量的纠缠态光场。特别是,在我们的编码方案中,输入态的信息仅仅被编码在五个传输通道的其中三个上,因此在剩余的两个通道上引入的任何错误将不会影响输出态的结果,即输出量子态对来自这两个信道上的错误有免疫功能。我们分别采用真空态和压缩态光场作为输入信号,验证了任意的单通道误差的量子误差修正过程,输出态的保真度超过了相应的经典极限。所完成的研究工作创新之处如下：1.利用光学模的EPR纠缠源实现了连续变量单模高斯操作——单模压缩操作和傅立叶变换,简化了操作方案,节省了量子资源。2.利用六模cluster纠缠态实现了包含一个压缩门和一个受控位相门的量子逻辑门序列,为实现包含多个逻辑门组合的复杂量子计算系统提供了实验基础。3.基于五模纠缠态光场,采用部分编码方式,实现了紧凑高效的连续变量五波包编码量子误差修正方案。
姜文英[7]（2015）在《原子与腔场相互作用体系的量子退相干研究》文中研究表明量子力学是20世纪科学发展过程中最重要的理论之一。随着量子计算和量子信息学等众多以量子力学为基础的全新领域地兴起,量子理论在推动现代社会进步过程中展现出了愈发重要的作用。利用量子理论来研究并设计量子器件,进而构造量子仪器及机械已经成为现今无论是理论基础还是实验应用方面的重要研究方向。由于原子与腔场相互作用体系的高品质、易于制备等特性使其成为实现这些研究的一个重要平台,基于其良好特性进行高精度的量子度量成为近年来的研究新热点。实现精密量子测量的一个关键技术问题是如何控制腔场相互作用体系中的量子退相干--这是量子力学区别于经典力学的一个根本特性。然而,当量子系统与外界环境相互作用时,却不可避免地会导致系统的量子退相干。另外,研究量子退相干问题对于人们更好的理解经典世界和量子世界的过渡,有重要意义。本文通过开展一系列原子与腔场相互作用体系的量子退相干方面的探索性研究,为有关量子仪器及机械的基础理论提供了研究依据,并介绍这些理论在以量子度量学为代表的精密测量领域的重要应用。本文共分八章,主要研究工作如下:第一章和第二章:简要介绍了本研究课题的背景及其现状,回顾了量子退相干、压缩态、准模理论的研究历史,介绍了密度算符、退相干、辐射场量子化、压缩态以及自发辐射等概念和原理。第三章:根据环境诱导退相干的理论,研究了一个原子与一个处于压缩真空态的单模光场相互作用时,原子与光场之间的耦合所导致的原子空间退相干问题。研究表明,当腔场中存在一个运动的原子时,腔场与原子内部能态的耦合会诱导原子自发辐射,使得原子质心运动发生退相干,并以此揭示了退相干因子对量子仪器模拟一些物理现象的影响。第四章:研究原子的空间退相干因子,分析腔场的压缩系数对原子空间相干性的影响,研究单个二能级原子与真空电磁场相互作用对原子质心运动量子退相干的影响,并分析了原子跃迁和原子自发辐射对质心运动相干性的影响,发现了一些新量子现象。结果表明,原子的自发辐射导致了原子空间自由度与真空场之间产生了量子纠缠,破坏原子质心运动的相干性。从而对如何调节量子器件参数来保证其可靠性提出了一些新的理论依据。第五章:研究一个二能级原子置于一个一维耗散腔时,原子的动力学耗散。计算得到腔中原子的动态衰减率,并讨论了原子与腔模式之间的失谐量和腔的尺寸对原子衰减率的影响,得到了一些新的基于准模理论的结果。原子和场模式之间的失谐量不同时,原子衰减率不同。失谐量越大,原子衰减率越小。并且腔的尺寸也影响原子的衰减率,随着腔的长度增大,原子衰减率越小。原子与腔场相互作用体系的量子退相干研究第六章:研究机械振子对置入耦合系统中的原子状态产生的影响。考虑了在机械振子耦合光腔中原子退相干的问题。结果表明,整个系统若不存在耗散,且无外驱动情况下,原子不存在退相干,机械振子的振动状态只会改变原子相干性的演化周期;当系统存在耗散时,并且系统与驱动场非共振情况下,外场和机械振子的振动状态不会减缓原子的退相干。由此可见,机械振子与耗散扮演角色之间的区别和联系能够揭示一些重要的物理现象。第七章:介绍原子与腔场相互作用体系在以量子度量学为代表的精密测量领域的应用。第八章:本文的总结与展望。
杨芹英[8]（2014）在《基于约瑟夫森结的固态量子计算及其退相干》文中研究指明在人类基于冯诺曼模型提出的各种新型结构中，量子计算机体系脱颖而出，其原因可归纳为：一方面，传统的计算机体系因受到经典物理原理的限制已接近其处理能力的极限；另一方面，量子计算机因量子并行计算的优势使得其计算速度远远超越于现有的经典计算机。目前，研制量子计算机面临的主要困难是如何寻找能抑制退相干且易集成化的可控多位量子比特。可以预计，量子计算的长远发展最终将依赖于具有易于集成而实现规模化等优点的固态方案，而基于约瑟夫森结的超导器件又被认为是实现固态量子计算最有潜力的方案之一。本文主要针对基于约瑟夫森结的量子比特及其之间耦合方式的多样性，拟将约瑟夫森结与介观电路相结合，探索基于约瑟夫森结的量子比特之间及其与环境之间的相互作用规律，寻找引起量子比特退相干的噪声源的产生原因及其微观机制，并探索有效的方案来降低噪声、提高量子比特之间的相干性。主要内容包括如下：1.研究了与谐振子库耦合的超导电荷量子比特的短时退相干。推导了基于约瑟夫森结构成的介观电路系统的哈密顿算符，进而运用谱密度、响应函数和范数算子等方法，探索了该系统的退相干影响因素及其演化规律。2.研究了与玻色库和自旋库耦合的超导电荷量子比特的退相干。借助基于约瑟夫森结的自旋‐玻色模型，运用系统非对角矩阵元方法，考虑了玻色库和自旋库对谱密度的不同影响，研究了该系统在不同模式下的退相干演化规律。3.探讨了腔QED系统中超导电荷量子比特的退相干。给出了腔QED系统中量子比特的等效电路结构示意图，推导了系统的哈密顿算符，分别运用压缩效应、线性熵和布居差等多种方法研究了该系统新奇的非经典特性及其退相干。4.研究了基于玻色约瑟夫森结的自旋压缩的相干控制。简述了基于约瑟夫森结的超导电荷量子比特产生自旋压缩的介观电路模型，给出了系统的有效哈密顿算符。利用冷冻自旋近似方法得到近似解析解，进而分析了系统自旋压缩效应的调控方法。
笪诚[9]（2014）在《量子调控中若干光场退相干问题的研究及其应用》文中指出对人类来说,实现量子调控极富挑战。短短几年里,量子调控就已经成为量子光学、量子信息中的重要研究课题。光场的光子数减少或增加是实现量子调控的一种重要手段。然而,量子控制常常会由于退相干的原因而倍受干扰。因为量子系统通常是浸在热库环境中的,耗散是不可避免的,退相干是自然发生的。量子开放系统理论是理解量子退相干的基本方法,这是一个描述系统与环境相互作用的动力学理论。凭借着对环境的热模求迹,人们可以构建出系统约化密度算符（矩阵）随时间演化的微分方程—主方程。运用范洪义教授发明的热纠缠态表象（TESR）的新方法,我们可以将密度算符映射成双模Fock空间中的一个矢量,其中第一模是系统模,第二模是虚模,使主方程呈现出类Schrodinger时间演化方程一样的形式。借助这种新方法和Dirac符号的有序算符内的积分（IWOP）技术我们获得了一些主方程无限算符和表示的精确解。最近,通过分析增加光子数以实现量子控制的理论方案,范洪义教授从理论上指出存在一种新的量子光场的可能性,或能为实验工作者验证。它的密度算符是ρ=λ（1-λ）l:Ll（-λ2α+α/1-λ）e-λα+α（混合态）,该光场被命名为Laguerre混沌光场。当l=0时,该光场就约化为通常的混沌光场,即处于热平衡态的热场。Laguerre混沌光场是当λ=1/1+εt,初态为粒子数态|l><l|时,扩散通道主方程d/dtρ=-ε（α+αρ+ραα+-αρα+-α+ρα）的解（ε为扩散系数）,即当粒子数态通过扩散通道后该光场就会被制备出来。由于在扩散通道中产生的Laguerre混沌光场,其光子数随时间t演化的特性是l+εt,故我们能够通过调整扩散参数ε来达到控制光子数的目的。这种优良特性使Laguerre混沌光场在量子调控中就显得非常有用了。然而,量子控制总是受到由于耗散而引起的退相干的干扰,为了研究退相干如何影响量子调控过程,我们有必要研究这个新光场是如何在衰减通道中演化的,这在物理上对应一个量子级联控制过程,在该过程中一束Laguerre混沌光从扩散通道输出,进入周围是热库且没有泵浦的腔,该光场和光子数在其中随时间t进行演化。利用新推导出的双变数Herinite多项式新生成函数和IWOP技术及热纠缠态表象理论我们得到了Laguerre混沌光场在衰减通道中的演化规律：其最终演化成为一个依赖于新参数T=1-e-2kt的新Laguerre混沌光场,其中k代表衰减率。在分析过程中我们特别指出了扩散通道和衰减通道在量子调控上的不同之处。另外本文还研究了另一种特殊光场在激光通道中的退相干问题,即负二项式态光场在激光通道中的演化,其密度算符是∑n=0∞（n+s）!/n!s!γs+1（1-γ）n|n><n|。负二项式态是介于热态和纯相干态之间的一个态,有许多非常有趣的非经典特性。当光子计数器检测到一束混沌光的一些光子时就会产生负二项式态。设想一束负二项式态的光束在热库环境包围的腔中制备和储存,同时有泵浦向腔中发射光子又有周围热库的耗散,探求其演化规律在量子调控中将非常有意义。通过利用新推导出的涉及Laguerre多项式的负二项式定理我们得到了负二项式态的演化规律：它演化为光子增加的带新参数的负二项式态无限和的形式,其光子数呈现e-2（k-9）t形式的演化,其中g和k分别代表腔增益和损耗。我们还研究了负二项式态在衰减通道中的退相干问题,发现其演化成一个具有新参数的负二项式态,同时还得出了平均光子数,光子数涨落的演化规律和二阶相干度。本文的内容章节安排如下：第一章,简要介绍了量子光学的基本知识和范洪义教授发展的Dirac符号法的有序算符内的积分（IWOP）技术,提出了量子力学混态表象,并给出了从混态表象到纯态表象的自然过渡,重点介绍了特殊的纯态表象——纠缠态表象,利用IWOP技术从全新的角度重新认识了描述光场的若干量子态,如Fock态、相干态和混沌态等常见的量子态。第二章,借助于IWOP技术和热场动力学理论,我们引入了连续变量的热纠缠态表象|η>,将密度算符的主方程转化为形式上简洁的关于函数<η|ρ>的c数方程,由此来处理开放系统的退相干问题,给出了振幅衰减通道、扩散通道、激光通道量子主方程解的Kraus算符无限和形式。第三章,简要介绍了Hermite多项式、Laguerre多项式、双变数Hermite多项式的定义、生成函数、有关性质及彼此之间的转化关系,给出了Hermite多项式的一些新的生成函数,并借助量子力学算符Hermite多项式方法推导出涉及Hermite多项式的二项式定理和涉及Laguerre多项式的负二项式定理。为了处理纠缠态表象中的问题,还进一步推导出了涉及双变数Hermite多项式的二项式定理。第四章,着重分析了一种全新的光场-Laguerre混沌光场在衰减通道中的退相干问题及其在量子调控中的应用,讨论了Laguerre混沌光场的有关特性和制备方法,并借助第三章推导出的Hermite多项式的新生成函数,我们得出了在衰减通道中Laguerre混沌光场的演化规律以及平均光子数随时间的演化公式。第五章,我们讨论了另一光场—负二项式态光场在激光通道中的退相干问题,并借助第三章推导出的Laguerre多项式的负二项式定理我们得出了在激光通道中负二项式态的演化规律及其光子数随时间的演化公式。并进一步考虑了当激光通道退化成衰减通道时负二项式态的退相干问题,得出了在衰减通道中平均光子数、光子数相对涨落的演化规律和二阶相干度。第六章,介绍了作者其他一些相关的量子理论方面的工作,通过从双模压缩算符中剥离出单模压缩算符,首次指出了双模压缩机制也蕴含着单模压缩；从压缩的观点研究了SU（2）李代数新的三模Bose算符实现；利用量子调控中退相干问题的研究方法首次提出了金融资产在金融市场中的演化方程并解之,得出了一些符合市场实际的结论。最后一章,我们对上面的研究工作进行了总结,给出了未来这些领域可能的研究方向。
李学超[10]（2012）在《连续纠缠态的Bell测量与压缩交换》文中认为1935年Einstein等三人提出了量子纠缠的概念,他们的文章中举的一个例子,即两个粒子的相对坐标X1-X2与总动量算符P1+P2是对易的,这两个粒子组成的纠缠态是不能因子化为单粒子态的一个乘积,而起码是两项的和（或积分）,其中每一项是两个单粒子态的一个乘积。也就是说,两粒子是彼此地纠缠着,没有一个粒子能单独有一个态。处于纠缠态的粒子没有相互独立的态,或者没有独立粒子的性质。近年来,很多实验都显示了两粒子的非定域性关联的存在,即存在着纠缠态。我国学者首先给出了X1-X2与P1+P2的共同本征态|η〉在Fock空间的表达式,并证明了其正交、完备性,因此,此态可以形成一个量子力学的表象。本论文旨在进一步深刻反映此表象的特点、应用及与其他表象的关系。我们将就此态与双模压缩态的关系、与相干态的关系、此态如何直接地推广到三光子连续纠缠态、此态如何用于纠缠交换的研究、双模压缩态的光子计数等展开深入讨论,主要目的就是要从理论上进一步彰显纠缠态表象的深刻物理涵义与对量子纠缠描述的不可替代性。本论文主要内容包括：1.利用有序算符内的积分技术系统地研究了连续纠缠态表象的Schmidt分解,给出其基矢在坐标、动量及粒子数表象中Schmidt分解的具体形式,希望对该表象下一般态失的Schmidt分解研究提供一种方法与参考。利用连续纠缠态表象的Schmidt分解研究了压缩算符（单模压缩算符、双模压缩算符、单-双模组合压缩算符）对纠缠的影响,可以明显地看出双模压缩起了纠缠的作用。这可能有助于反映纠缠态与压缩操作之间的关系,加深对纠缠的理解。2.我们研究了在连续纠缠态表象下利用Bell测量来实现纠缠交换的问题,并具体给出了纠缠交换的实现过程及结果,发现纠缠交换可以获得纠缠。由于双模压缩态本身也是纠缠态,我们比较研究了连续纠缠态表象下的压缩交换问题,提出了如何通过压缩交换来获得压缩态。这不仅对压缩态在量子通讯中的潜在应用提供了一种可用方案,还有利于理解纠缠与压缩之间的关系。3.我们对双模压缩态作n个单模光子计数的情形进行了理论尝试。从理论上进行了系统地推导,结果表明,对双模压缩态作n个单模光子计数后双模压缩态将塌缩到另一个模的计数算符形式。这个有益尝试不仅提供了一种光子计数新的方法与思路,而且还从新的方面体现出了双模压缩态两个模之间的纠缠。4.考虑到相干态和量子纠缠态在量子通讯中扮演的重要角色与作用,我们研究了它们之间的相互变换问题,这对深入了解量子态的几个重要表象有一定的意义,可能有助于实验工作者找出新的光学变换。全文共分六章：第一章简要回顾了量子纠缠的概念并使用有序算符内的积分技术证明了连续EPR态可以形成量子力学表象。第二章考虑了连续纠缠态表象的几种Schmidt分解及相关应用,并利用纠缠态表象的Schmidt分解研究了压缩算符对它的影响。第三章研究了连续纠缠态表象的Bell测量和压缩交换问题。第四章介绍了对双模压缩态作单模光子计数的问题。第五章分析了相干态与纠缠态的过渡及映射关系。最后一章对本论文进行了总结及展望。
二、用压缩相干态计算谐振子任意次幂坐标算符的矩阵元（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、用压缩相干态计算谐振子任意次幂坐标算符的矩阵元（论文提纲范文）
（1）光量子存储及噪声特性的实验研究（论文提纲范文）
| 内容摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光量子信息处理 |
| 1.2 光量子存储 |
| 1.2.1 光量子存储的应用 |
| 1.2.2 光量子存储的重要指标 |
| 1.2.3 光量子存储的不同方案及实验进展 |
| 1.3 立论依据以及全文结构 |
| 第二章 光量子存储的波形优化理论 |
| 2.1 存储过程的数学模型 |
| 2.2 原子系综中存储过程的动力学方程 |
| 2.2.1 单原子与光场相互作用的理论解析 |
| 2.2.2 光场演化与原子系综的连续性近似 |
| 2.2.3 原子的自发辐射与退相干 |
| 2.2.4 运动方程的一维近似和动量空间变换 |
| 2.3 理想存储过程的最优存储效率 |
| 2.3.1 最优存储效率的影响因素 |
| 2.3.2 理想存储过程动力学方程的求解 |
| 2.4 波形匹配实现最优存储效率 |
| 2.4.1 控制光场驱动的原子系综演化 |
| 2.4.2 绝热存储过程的最优解 |
| 2.4.3 绝热近似在不同存储方案中的适用 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 光量子实验测量技术基础 |
| 3.1 光场的量子态及其表示 |
| 3.1.1 粒子数态 |
| 3.1.2 相干态 |
| 3.1.3 热态 |
| 3.1.4 压缩态 |
| 3.1.5 Wigner函数 |
| 3.2 平衡零拍探测、光学层析与光场量子态重构 |
| 3.2.1 平衡零拍探测 |
| 3.2.2 还原光场量子态的两种方法 |
| 3.3 实验方案及结果 |
| 3.3.1 相位调制相干光的OHT实验 |
| 3.3.2 偏振自旋转产生压缩真空态的OHT实验 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 高效率、可变带宽的拉曼存储 |
| 4.1 拉曼散射及拉曼存储的背景介绍 |
| 4.2 光脉冲波形产生及控制系统 |
| 4.3 实验方案及结果 |
| 4.3.1 存储过程的效率优化 |
| 4.3.2 存储系统的噪声标定 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 存储过程中噪声的产生及抑制 |
| 5.1 修正的存储理论模型 |
| 5.2 存储过程的线性分束与噪声的双模压缩 |
| 5.3 利用SU(1,1)干涉相消实现噪声抑制 |
| 5.3.1 实验原理及理论解释 |
| 5.3.2 实验验证 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结和展望 |
| 附录A 奇异值分解 |
| 附录B 铷87原子的物理特性 |
| 附录C 拉曼散射过程中光场的偏振关系 |
| C.1 线偏振拉曼泵浦光 |
| C.2 圆偏振拉曼泵浦光 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）光力系统非经典效应及其应用的理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 量子物理及其发展 |
| 1.2 腔光力学及其发展 |
| 1.3 本文的研究内容及章节安排 |
| 2 基础理论和方法 |
| 2.1 量子光学基本概念及处理方法 |
| 2.1.1 电磁场的量子化 |
| 2.1.2 场与物质相互作用模型 |
| 2.1.3 海森堡测不准原理与量子压缩 |
| 2.1.4 零拍探测 |
| 2.1.5 Wigner函数 |
| 2.2 开放量子系统基础 |
| 2.2.1 开放量子系统基本模型 |
| 2.2.2 海森堡-朗之万方程 |
| 2.2.3 量子主方程 |
| 2.2.4 量子蒙特卡罗方法 |
| 2.2.5 量子涨落-耗散理论 |
| 2.3 光力系统基本模型及处理方法 |
| 2.3.1 腔光力系统基本模型 |
| 2.3.2 研究光力少光子效应的处理方法 |
| 2.3.3 研究光力多光子效应的处理方法 |
| 3 非马尔科夫环境诱导光力振子压缩 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型和求解 |
| 3.3 分析和数值计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于李雅普诺夫控制实现强的光力振子压缩 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 李雅普诺夫控制方法 |
| 4.3 模型和求解 |
| 4.4 分析和数值计算 |
| 4.5 压缩的探测 |
| 4.6 进一步讨论 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 非可解边带下杜芬振子的强压缩 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模型与哈密顿量 |
| 5.3 分析和数值计算 |
| 5.4 进一步讨论 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 混合光力系统中振子的纠缠猫态制备 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 模型和哈密顿量 |
| 6.3 封闭系统下纠缠猫态的制备 |
| 6.4 近似的有效性探讨 |
| 6.5 封闭系统下的平均声子数和纠缠 |
| 6.6 开放系统下纠缠猫态的制备 |
| 6.7 讨论 |
| 6.8 本章小结 |
| 7 基于双腔光力系统实现量子三极管 |
| 7.1 引言 |
| 7.2 模型和哈密顿量 |
| 7.3 输入量子信号时的量子三极管 |
| 7.4 输入经典信号时的量子三极管 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 基于光学参量放大提高微波量子照明 |
| 8.1 引言 |
| 8.2 模型和求解 |
| 8.3 输出的微波场和光场的纠缠 |
| 8.4 探测的信噪比和错误率 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 总结与展望 |
| 9.1 总结 |
| 9.2 创新点 |
| 9.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）基于压缩态光场的量子增强相位估算（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光场量子化 |
| 1.2.1 产生和湮灭算符 |
| 1.2.2 正交分量算符 |
| 1.2.3 海森堡不确定性原理 |
| 1.3 几种量子态光场 |
| 1.3.1 相干态光场 |
| 1.3.2 压缩态光场 |
| 1.3.3 EPR纠缠态光场 |
| 1.4 量子态的描述 |
| 1.4.1 协方差矩阵 |
| 1.4.2 Wigner函数 |
| 1.5 相位估算及研究进展 |
| 1.6 本章小结 |
| 第二章 利用超稳F-P腔实现激光器的频率及噪声特性优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 激光器输出光场优化的理论分析 |
| 2.2.1 光学腔的滤波作用 |
| 2.2.2 标准Pound-Drever-Hall稳频技术 |
| 2.3 实验方案 |
| 2.3.1 激光器 |
| 2.3.2 超稳Fabry-Perot腔 |
| 2.3.3 级联Pound-Drever-Hall技术 |
| 2.4 实验结果与分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 利用压缩热态实现量子增强相位估算 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 量子增强相位估算相关理论分析 |
| 3.2.1 Cramér-Rao定理 |
| 3.2.2 量子Cramér-Rao边界计算 |
| 3.2.3 Positive Operator Valued Measures |
| 3.2.4 Cramér-Rao边界计算 |
| 3.2.5 贝叶斯推断 |
| 3.3 利用NOPA腔制备压缩态光场 |
| 3.3.1 压缩态光场的制备 |
| 3.3.2 压缩态光场的压缩度及纯度分析 |
| 3.4 量子增强相位估算实验研究 |
| 3.4.1 基于压缩态光场相位估算的实验方案 |
| 3.4.2 平衡零拍探测 |
| 3.4.3 相位控制系统 |
| 3.4.4 量子层析技术 |
| 3.5 实验结果分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间获得的研究成果 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（4）光与两能级系统强相互作用的解析解和量子相变研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光和单原子相互作用的模型 |
| 1.2.1 光和单原子相互作用的模型哈密顿量 |
| 1.2.2 腔QED实验 |
| 1.2.3 线路QED模拟实验 |
| 1.3 光与多个两能级原子相互作用模型和实验 |
| 1.3.1 光与多个两能级原子的相互作用模型简介 |
| 1.3.2 Dicke模型的实验模拟和超辐射相变 |
| 1.4 论文结构安排 |
| 2 量子Rabi模型在强耦合下的解析近似解 |
| 2.1 JC模型,旋转波近似(RWA)解 |
| 2.2 精确解析解 |
| 2.3 相干态解析方法 |
| 2.3.1 绝热近似 |
| 2.3.2 拓展的旋转波近似(GRWA) |
| 2.3.3 拓展的变分方法(GVM) |
| 2.4 拓展的压缩旋转波近似(GSRWA)方法 |
| 2.4.1 各向异性Rabi模型的压缩相干态变换 |
| 2.4.2 基态下GSRWA方法有效性的讨论 |
| 2.4.3 激发态的GSRWA解和动力学演化的讨论 |
| 2.5 两个压缩相干态(2CSS)方法 |
| 2.5.1 一个相干态(1CS)和一个压缩相干态(1CSS)方法回顾 |
| 2.5.2 两个相干压缩态(2CSS)方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 有限个两能级原子与光场的强相互作用非旋转波近似解 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 两量子比特Rabi模型的非旋转波近似解析解 |
| 3.2.1 解析近似推导 |
| 3.2.2 动力学演化 |
| 3.3 三量子比特Dicke模型的非旋转波近似解析解 |
| 3.3.1 零级近似 |
| 3.3.2 拓展的旋转波近似(GRWA) |
| 3.3.3 量子纠缠 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 光与两能级系统耦合的超辐射相变 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单光子耦合下的量子相变 |
| 4.2.1 单光子Dicke模型量子相变 |
| 4.2.2 单光子Rabi模型量子相变 |
| 4.3 双光子Dicke模型量子相变 |
| 4.3.1 正常相激发谱和基态能量 |
| 4.3.2 超辐射相 |
| 4.3.3 量子相变 |
| 4.3.4 有限尺寸临界行为和临界指数 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 论文工作总结 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.准简并近似微扰理论——Schrieffer-Wolff变换 |
| B.Rabi模型对称性破缺和非对称波函数 |
| C.攻读博士学位期间发表的学术论文 |
| D.攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| E.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（5）具有非线性相互作用的量子比特和振子耦合系统的理论研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 电磁场的量子化 |
| 1.2 原子与光场相互作用的理论模型 |
| 1.3 求解相互作用模型能谱图的理论方法 |
| 1.3.1 G函数方法求严格解 |
| 1.3.2 Schrieffer-Wolff变换方法 |
| 2 同时含单双光子项的Rabi模型 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 数值严格解 |
| 2.3 绝热近似 |
| 2.4 能级分析和动力学 |
| 2.5 旋波近似下的解析分析 |
| 2.6 真空Rabi劈裂 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 Rabi-Stark模型:两种严格解方法,能谱塌缩和相变问题的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 G函数方法求解严格解 |
| 3.2.1 方法 |
| 3.2.2 G函数的基线 |
| 3.2.3 特殊解和一级相变 |
| 3.3 平移量可调的扩展相干态法 |
| 3.3.1 方法 |
| 3.3.2 基态相变和解析解 |
| 3.4 U=±2时能谱的严格解 |
| 3.4.1 有效谐振子法 |
| 3.4.2 二次量子化方法 |
| 3.5 超越临界点的数值解 |
| 3.6 能谱塌缩讨论 |
| 3.7 两类量子相变 |
| 3.7.1 △/ω→∞时的相变 |
| 3.7.2 U接近±2时的相变 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 各向异性双光子Dicke模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 模型和方法 |
| 4.2.1 正常相 |
| 4.2.2 超辐射相 |
| 4.3 临界效应 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 总结 |
| 参考文献 |
| 发表文章目录 |
（6）连续变量量子逻辑门序列和量子误差修正（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子信息学科简介 |
| 1.2 连续变量量子通信和量子计算研究进展简介 |
| 1.3 我们的研究工作简介 |
| 参考文献 |
| 第二章 基础知识简介 |
| 2.1 经典光场到量子光场 |
| 2.2 非线性光学过程的量子化处理 |
| 2.2.1 利用非线性光学效应产生量子光场 |
| 2.2.2 三阶非线性效应的应用简介 |
| 2.2.3 NOPA腔的具体分析 |
| 2.3 光学腔的应用 |
| 2.3.1 光学腔的模式匹配 |
| 2.3.2 光学腔的滤波功能 |
| 2.3.3 利用光学腔测量位相起伏 |
| 2.4 光学分束器的应用 |
| 2.4.1 光学分束器的量子化处理 |
| 2.4.2 光学网络变换矩阵的分解 |
| 2.4.3 平衡零拍探测 |
| 2.5 激光调制及其在光学锁定中的应用 |
| 2.5.1 利用电光效应实现电光调制技术 |
| 2.5.2 利用位相调制技术的光学锁定技术 |
| 2.5.3 光束间任意位相差的锁定 |
| 2.6 多组份cluster纠缠态介绍 |
| 2.6.1 多组份cluster纠缠态 |
| 2.6.2 多组份cluster纠缠态的制备 |
| 2.6.3 多组份cluster纠缠态的判别 |
| 2.7 多组份纠缠态光场的应用——单向量子计算 |
| 2.7.1 量子逻辑操作介绍 |
| 2.7.2 利用cluster纠缠态实现单向量子计算 |
| 2.8 激光调制在量子信息反馈中的应用 |
| 2.8.1 利用激光调制实现量子信息的线性反馈 |
| 2.8.2 激光调制的非线性反馈方法 |
| 2.8.3 经典增益因子的调节 |
| 2.9 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 利用EPR纠缠态实现单模高斯操作 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 单模高斯操作背景介绍 |
| 3.3 基于EPR纠缠态实现单模高斯操作的理论分析 |
| 3.4 常见的基于EPR方案的单模高斯操作汇总及应用简介 |
| 3.4.1 压缩操作 |
| 3.4.2 旋转操作 |
| 3.4.3 Shear变换操作 |
| 3.5 基于EPR纠缠态实现单模高斯操作的实验装置和实验结果 |
| 3.5.1 实验装置 |
| 3.5.2 实验结果 |
| 3.6 小结与展望 |
| 参考文献 |
| 第四章 连续变量量子逻辑门序列 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 背景介绍：通用单模高斯操作的研究进展 |
| 4.3 制备辅助资源六组份CV cluster纠缠态 |
| 4.3.1 制备六组份CV cluster纠缠态的理论分析 |
| 4.3.2 六组份CV cluster的实验装置及实验结果 |
| 4.4 基于六组份纠缠态的逻辑门序列 |
| 4.4.1 基于六组份纠缠态逻辑门序列的计算及实验分析 |
| 4.4.2 逻辑门序列输出结果的纠缠分析 |
| 4.4.3 逻辑门序列的实验结果 |
| 4.5 逻辑门序列的进一步探讨 |
| 4.6 小结与展望 |
| 参考文献 |
| 第五章 连续变量五波包量子误差修正 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 连续变量量子误差修正的背景介绍 |
| 5.3 基于五波包部分编码方式的量子误差修正方案 |
| 5.3.1 编码过程 |
| 5.3.2 误差引入过程 |
| 5.3.3 解码过程 |
| 5.3.4 特征值判别过程 |
| 5.3.5 误差修正过程 |
| 5.4 误差修正实验结果 |
| 5.4.1 真空态作为输入态 |
| 5.4.2 压缩态作为输入态 |
| 5.4.3 修正结果的保真度分析 |
| 5.4.4 误差类型的讨论 |
| 5.5 高斯噪声的处理方法简介 |
| 5.5.1 高斯噪声分析 |
| 5.5.2 无噪声放大操作介绍 |
| 5.5.3 基于测量的虚拟无噪声放大方法 |
| 5.6 小结与展望 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 博士期间已发表的期刊论文 |
| 致谢 |
| 个人简况及联系方式 |
（7）原子与腔场相互作用体系的量子退相干研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外的研究简介 |
| 1.2.1 量子退相干研究与发展 |
| 1.2.2 压缩态的理论与实验研究 |
| 1.2.3 量子耗散的研究与发展 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 基础理论 |
| 2.1 密度算符 |
| 2.1.1 纯态的密度算符 |
| 2.1.2 混合态的密度算符 |
| 2.1.3 密度算符的性质 |
| 2.1.4 约化密度算符 |
| 2.2 退相干 |
| 2.2.1 用密度矩阵描述量子退相干 |
| 2.2.2 量子退相干动力学描述 |
| 2.3 辐射场的量子化 |
| 2.3.1 经典辐射场 |
| 2.3.2 辐射场的量子化理论 |
| 2.4 压缩态 |
| 2.4.1 光场的压缩态定义 |
| 2.4.2 压缩相干态 |
| 2.5 自发辐射 |
| 2.5.1 爱因斯坦对于自发辐射的半经典唯象描述 |
| 2.5.2 真空中自发辐射的量子理论 |
| 2.6 量子力学的三种绘景 |
| 2.6.1 薛定谔绘景 |
| 2.6.2 海森堡绘景 |
| 2.6.3 相互作用绘景 |
| 第三章 压缩真空场下空间退相干的量子动力学研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 模型 |
| 3.3 场的真空压缩态的退相干因子 |
| 3.4 退相干速率的讨论 |
| 3.5 结论 |
| 第四章 自发辐射诱导原子质心运动退相干的理论研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统的波函数 |
| 4.3 约化密度矩阵 |
| 4.4 原子质心运动的空间量子退相干 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 准模理论研究激光腔中原子的动力学耗散 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 微波激射腔场的量子化 |
| 5.3 模型和哈密顿量 |
| 5.4 原子的动态布局数 |
| 5.5 原子衰减率的讨论 |
| 5.6 结论 |
| 第六章 光腔中机械振子对原子相干性的影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统的哈密顿量 |
| 6.3 无耗散情况下原子相干性的影响 |
| 6.4 存在耗散情况下原子相干性动力学演化 |
| 6.5 结论 |
| 第七章 原子与腔场相互作用体系在精密测量中的应用 |
| 7.1 原子与腔场相互作用体系在量子度量学中的应用 |
| 7.2 耗散力光系统在精密测量中的应用 |
| 7.3 量子自旋压缩与精密测量 |
| 7.4 结论 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 总结 |
| 8.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（8）基于约瑟夫森结的固态量子计算及其退相干（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 国内外的研究现状和发展趋势 |
| 1.3 本文的研究目的和主要工作 |
| 第二章 相关预备知识 |
| 2.1 约瑟夫森器件 |
| 2.2 基于约瑟夫森结的超导量子比特 |
| 2.3 退相干概述 |
| 2.4 相关基本概念 |
| 第三章 与谐振子库耦合的超导电荷量子比特的退相干 |
| 3.1 二能级系统 |
| 3.2 电路模型及其量子化 |
| 3.3 退相干 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 与玻色库和自旋库耦合的超导电荷量子比特的退相干 |
| 4.1 自旋-玻色模型 |
| 4.2 电路模型 |
| 4.3 谱密度及退相干 |
| 4.4 小结 |
| 第五章 腔 QED 系统中超导电荷量子比特的退相干 |
| 5.1 电路模型 |
| 5.2 系统的非经典特性及其退相干 |
| 5.3 小结 |
| 第六章 基于玻色约瑟夫森结的自旋压缩的相干控制 |
| 6.1 电路模型 |
| 6.2 自旋压缩的相干控制 |
| 6.3 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
（9）量子调控中若干光场退相干问题的研究及其应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 Dirac符号法的有序算符内的积分(IWOP)技术 |
| 1.3 量子力学的表象理论简引 |
| 1.3.1 坐标表象和动量表象及其纯高斯积分形式 |
| 1.3.2 量子力学的纠缠态表象 |
| 1.3.3 从混态表象过渡到纯态表象 |
| 1.4 量子调控中几种常见光场及其性质 |
| 1.4.1 粒子数态光场 |
| 1.4.2 相干态光场 |
| 1.4.3 混沌热光场 |
| 第二章 量子力学主方程的热纠缠态表象解法 |
| 2.1 开放系统量子态的演化及热纠缠态表象 |
| 2.2 振幅衰减通道的主方程及热纠缠态表象解法 |
| 2.3 扩散通道的主方程及热纠缠态表象解法 |
| 2.4 激光通道的主方程及热纠缠态表象解法 |
| 第三章 Laguerre多项式、Hermite多项式和双变数Hermite多项式若干新恒等式 |
| 3.1 Laguerre多项式、Hermite多项式和双变数Hermite多项式的性质 |
| 3.2 双变量Hermite多项式的新生成函数及与Laguerre多项式的关系 |
| 3.3 涉及Hermite多项式的二项式定理和涉及Laguerre多项式的负二项式定理 |
| 3.3.1 量子力学算符Hermite多项式方法概要 |
| 3.3.2 涉及Hermite多项式的二项式定理 |
| 3.3.3 关于H_(n+m)(q)的两个母函数公式 |
| 3.3.4 双变数Hermite多项式的一个母函数公式 |
| 3.3.5 涉及Laguerre多项式的负二项式定理 |
| 3.4 涉及双变数Hermite多项式的二项式定理及其在量子调控中的应用 |
| 3.4.1 涉及双变数Hermite多项式的新二项式定理1 |
| 3.4.2 涉及双变数Hermite多项式的新二项式定理2 |
| 3.4.3 新二项式定理2的有关应用 |
| 3.4.4 新二项式定理1对研究自旋相干态的应用 |
| 第四章 Laguerre混沌光场在衰减通道中的退相干问题研究及其在量子调控中的应用 |
| 4.1 Laguerre混沌光场的制备及有关特性 |
| 4.2 通过选择扩散通道不同扩散常数实现对光子数的调节 |
| 4.3 Laguerre混沌光场密度算符的反正规乘积形式 |
| 4.4 Laguerre混沌光场在衰减通道中的退相干 |
| 4.5 Laguerre混沌光场在衰减通道中光子数的演化 |
| 4.6 本章结论 |
| 第五章 负二项式态光场在激光通道中的退相干问题研究及其在量子调控中的应用 |
| 5.1 负二项式态光场的性质及制备 |
| 5.2 负二项式态密度算符的正规乘积形式 |
| 5.3 负二项式态光场在激光通道中的退相干 |
| 5.4 负二项式态光场在激光通道中光子数的演化 |
| 5.5 当激光通道退化成衰减通道时负二项式态的退相干问题讨论 |
| 5.6 本章结论 |
| 第六章 量子理论中若干其他问题的讨论 |
| 6.1 双模压缩算符的剥离 |
| 6.1.1 (?)-编序内的积分技术和(?)-编序内的积分技术 |
| 6.1.2 从双模压缩算符中剥离单模压缩算符 |
| 6.2 从压缩的观点研究SU(2)李代数——一种新型Bose化方法 |
| 6.2.1 SU(2)李代数的新的三模Bose算符实现和三模压缩算符 |
| 6.2.2 J_±本征矢和三模压缩算符e~(2λJ_z)的自然表示 |
| 6.2.3 分析总结与讨论 |
| 6.3 用量子调控中退相干问题的研究方法研究金融资产在金融市场中的演化 |
| 6.3.1 描述金融市场演化的量子力学状态方程的建立 |
| 6.3.2 描述金融市场演化的量子力学状态方程的严格解 |
| 6.3.3 单一项目投资项目在金融市场中的演化和二项—负二项纠缠态的提出 |
| 6.3.4 单一项目投资在金融市场中的收益 |
| 6.3.5 分析讨论和展望 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
（10）连续纠缠态的Bell测量与压缩交换（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 插图 |
| 主要符号对照表 |
| 第一章 量子纠缠与纠缠态表象 |
| 1.1 量子纠缠 |
| 1.2 量子力学表象 |
| 1.2.1 坐标、动量及粒子数表象 |
| 1.2.2 相干态表象 |
| 1.3 连续纠缠态表象 |
| 1.3.1 正规乘积的性质与有序算符内的积分(IWOP)技术 |
| 1.3.2 两粒子相对坐标与总动量的共同本征态|η〉 |
| 1.3.3 两粒子质心坐标与相对动量的共同本征态|η〉 |
| 第二章 连续纠缠态表象中的Schmidt分解 |
| 2.1 |η〉的Schmidt分解导出 |
| 2.1.1 |η〉在坐标表象中的Schmidt分解 |
| 2.1.2 |η〉在动量表象中的Schmidt分解 |
| 2.2 复分数Fourier变换的Schmidt分解 |
| 2.3 从|η〉的Schmidt分解求出单边双模压缩算符 |
| 2.4 |η〉的Schmidt分解在研究量子压缩的新应用 |
| 2.4.1 |η〉在单模压缩下的纠缠特性 |
| 2.4.2 η〉在双模压缩下的纠缠特性 |
| 2.4.3 单-双模组合压缩对|η〉的影响 |
| 2.5 |η〉在粒子数表象中的Schmidt分解 |
| 2.6 用纠缠态表象导出的新算符恒等式 |
| 的Schmidt分解直接给出平移算符在Fock空间的矩阵元'>2.7 |η>的Schmidt分解直接给出平移算符在Fock空间的矩阵元 |
| 表象中η_2(?)η_1互换所诱导的算符'>2.8 |η>表象中η_2(?)η_1互换所诱导的算符 |
| 2.9 三模纠缠态的求得及其Schmidt分解 |
| 2.10 结论 |
| 第三章 纠缠态表象基矢的连续Bell测量和压缩交换 |
| 3.1 在纠缠态表象下通过Bell测量实现纠缠交换 |
| 3.2 对一对双模压缩态实行连续Bell测量 |
| 3.3 对一对双模压缩态进行双模压缩获得纠缠 |
| 3.4 结论 |
| 第四章 双模压缩态的光子计数 |
| 4.1 简单介绍有关光子计数知识 |
| 4.2 对相干态作单模光子计数 |
| 4.3 对双模压缩态作单模光子计数 |
| 4.4 结论 |
| 第五章 从相干态到量子纠缠态 |
| 5.1 从相干态到量子纠缠态 |
| 5.2 表达式(5.10)的逆变换 |
| 5.3 结论 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 |
四、用压缩相干态计算谐振子任意次幂坐标算符的矩阵元（论文参考文献）
- [1]光量子存储及噪声特性的实验研究[D]. 冯啸天. 华东师范大学, 2020(02)
- [2]光力系统非经典效应及其应用的理论研究[D]. 熊标. 大连理工大学, 2020(07)
- [3]基于压缩态光场的量子增强相位估算[D]. 蔚娟. 山西大学, 2020(12)
- [4]光与两能级系统强相互作用的解析解和量子相变研究[D]. 陈祥友. 重庆大学, 2019(01)
- [5]具有非线性相互作用的量子比特和振子耦合系统的理论研究[D]. 谢幼飞. 浙江大学, 2019(11)
- [6]连续变量量子逻辑门序列和量子误差修正[D]. 郝树宏. 山西大学, 2016(05)
- [7]原子与腔场相互作用体系的量子退相干研究[D]. 姜文英. 南京航空航天大学, 2015(08)
- [8]基于约瑟夫森结的固态量子计算及其退相干[D]. 杨芹英. 聊城大学, 2014(01)
- [9]量子调控中若干光场退相干问题的研究及其应用[D]. 笪诚. 中国科学技术大学, 2014(09)
- [10]连续纠缠态的Bell测量与压缩交换[D]. 李学超. 中国科学技术大学, 2012(07)