量子不确定原理和量子相干性的实验研究

论文摘要

量子力学的建立和发展不仅极大地促进了人类科技和文明的发展,也颠覆了人们对物理世界的认知。经典物理告诉我们,现实世界是连续的、确定的,在给定系统的初始状态下,根据经典力学,我们能够精确知道其接下来的任意时刻的运动状态。然而,量子力学解释的物理世界是不连续、不确定的。量子态叠加原理告诉我们物理系统不仅可以处于某个可观测量其任意的本征态,也可以处于它们的任意叠加形式,测量会使得系统以一定概率塌缩到其某一个本征态上。对于测量一对不兼容可观测量情况,量子不确定原理限制了我们不可能同时得到它们精确值,即当对于其中一个可观测量的测量越精确时,另一个可观测量测量的结果的不确定性就越大。量子不确定原理与来源于量子态叠加原理的量子相干性是量子力学区别于经典物理的两个最基本特点,它们都有很长的研究历史,并且它们在量子信息科学、量子度量学等方面有着重要的应用,因而如今也依然是物理学领域研究的热点。线性光学系统有着与环境相互作用小,制备纠缠态保真度高等特点,是研究低量子位系统的模拟和量子关联方面最成熟便捷的实验平台。本论文主要内容包括以下两个方面:1.随着人们对不确定原理的研究的深入,各种形式的不确定关系被提出来,找寻不确定关系更紧的下界也一直是人们研究不确定原理的一个方向。我们基于线性光学系统,在实验上验证了一种新型的不确定关系,同时我们也进行了相应的数值模拟,其结果均表明Fine-Graining方法在一定程度上有助于得到更紧的不确定关系的下界。2.自从近些年相干性的资源理论框架被提出后,人们越来越将相干性作为一种量子资源来研究且相干性的量化也一直都受人们所关注。我们基于线性光学系统,实验上验证了在两个不对易参考基下用相对熵量化的相干性测量之间的trade-off关系。我们的结果表明在这些基下量子相干性的和被限制在由它的下界和上界定义的区域内。更重要的是,我们发现了一个有趣的现象,即由相干性的不确定关系限制的trade-off关系的下界是不会因为纠缠的存在变得更紧。我们的结果可能有助于对不确定关系和量子相干性更进一步的研究。

论文目录

文章来源

类型: 博士论文

作者: 吕为民

导师: 黄运锋

关键词: 量子力学,不确定原理,量子相干性,线性光学系统

来源: 中国科学技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 中国科学技术大学

分类号: O413.1

总页数: 98

文件大小: 7913K

下载量: 169

相关论文文献

• [1].Bloch表示中单量子比特的量子相干性[J]. 湖南工业大学学报 2019(02)
• [2].利用超导量子电路中的宏观量子相干性测量弱磁场[J]. 南京邮电大学学报(自然科学版) 2011(02)
• [3].极化自由度对分束器出射光场的量子相干性影响的研究[J]. 量子光学学报 2009(01)
• [4].海森伯XXZ模型中量子相干性的研究[J]. 大学物理 2018(09)
• [5].具有Dzyaloshinskii-Moriya相互作用的XY模型的量子相干性[J]. 物理学报 2018(14)
• [6].从离散Wigner函数的角度探讨量子相干性度量[J]. 物理学报 2017(11)
• [7].双量子比特系统在Ising自旋链环境下的相干性冻结[J]. 量子光学学报 2018(03)
• [8].经典环境下二能级原子的量子相干性[J]. 量子电子学报 2008(06)
• [9].纠缠双光子态的二阶量子相干性[J]. 榆林学院学报 2015(04)
• [10].有噪量子信道中的量子相干性[J]. 中国科学:物理学 力学 天文学 2015(03)
• [11].《神秘的量子生命》[J]. 黄金时代(学生族) 2019(04)
• [12].类原子晶体缺陷:从量子计算到生物学探针[J]. 物理 2014(10)
• [13].探索两个世界的分界线[J]. 物理通报 2009(06)
• [14].利用量子相干性判定开放二能级系统中非马尔可夫性[J]. 物理学报 2015(14)
• [15].分层采油的量子纠缠霍尔效应及其哲学拓展[J]. 重庆科技学院学报(自然科学版) 2017(01)
• [16].电磁场与二能级原子相互作用的量子相干性[J]. 西南师范大学学报(自然科学版) 2010(02)
• [17].关于不相干量子运算的一些研究[J]. 西安文理学院学报(自然科学版) 2020(01)
• [18].空气激光：强场新效应和远程探测新技术[J]. 中国激光 2020(05)
• [19].量子相干性对耦合双量子点全计数统计的影响[J]. 山西大同大学学报(自然科学版) 2014(02)
• [20].相干矢量表象中的量子相干性度量[J]. 四川大学学报(自然科学版) 2020(04)
• [21].光纤耦合双光学腔系统的相干动力学[J]. 光子学报 2016(11)
• [22].混沌微扰导致的量子退相干[J]. 物理学报 2012(24)
• [23].量子计算及量子算法研究进展[J]. 计算机系统应用 2011(06)
• [24].量子密码技术与因特网[J]. 煤炭技术 2011(09)
• [25].利用最优动态解耦保持固态系统中电子自旋相干性[J]. 科学通报 2010(01)
• [26].有序双重的量子盲签名协议[J]. 通信学报 2015(09)
• [27].二能级原子与双模腔场拉曼相互作用下的量子相干性[J]. 激光杂志 2009(04)
• [28].γ辐射与神经细胞相互作用的量子物理研究[J]. 现代应用物理 2016(02)
• [29].基因信息处理中的量子搜索特性[J]. 量子电子学报 2009(02)
• [30].量子计算与计算机科学[J]. 计算机时代 2009(01)

标签：量子力学论文;  不确定原理论文;  量子相干性论文;  线性光学系统论文;