微腔中多体系统的新奇量子相变及其调控
量子力学中的多体系统研究
量子力学中的多体系统研究量子力学是描述微观世界的重要理论，它在多体系统的研究中发挥着重要的作用。
多体系统是指由多个粒子组成的系统，如原子核、分子和凝聚态物质等。
在这篇文章中，我们将探讨量子力学中的多体系统研究。
在量子力学中，描述多体系统的基本框架是量子力学的波函数。
波函数可以用来描述系统的状态，并通过薛定谔方程来演化。
对于一个多体系统，其波函数是所有粒子坐标和自旋的函数。
然而，由于多体系统的复杂性，精确求解多体系统的波函数是非常困难的。
为了解决多体系统的问题，研究者们提出了各种各样的近似方法。
其中最常用的方法是平均场近似。
平均场近似假设每个粒子只受到平均场的作用，而忽略了粒子之间的相互作用。
这种方法在一些情况下是有效的，比如在描述大量粒子的统计行为时。
然而，在描述强相互作用的系统时，平均场近似往往不够准确。
除了平均场近似，还有一些更精确的方法可以用来研究多体系统。
其中一种方法是量子蒙特卡洛方法。
量子蒙特卡洛方法通过随机抽样的方式来模拟系统的演化，从而得到系统的性质。
这种方法在描述凝聚态物质中的相变和超流性等现象时非常有用。
另一种方法是密度泛函理论。
密度泛函理论是将多体问题转化为单体问题的一种方法。
它通过引入一个有效的势能来描述多体系统的行为。
这种方法在描述凝聚态物质中的电子结构和物理性质时非常有效。
除了这些方法，还有一些其他的方法可以用来研究多体系统。
例如，量子化学方法可以用来研究分子的结构和反应。
量子蒙特卡洛方法可以用来研究凝聚态物质中的相变和超流性等现象。
这些方法在多体系统的研究中发挥着重要的作用。
除了研究多体系统的方法，研究者们还对多体系统的性质进行了深入的研究。
例如，研究者们发现多体系统中的相变现象是由量子涨落引起的。
相变是指系统在一定条件下从一个相到另一个相的转变。
在经典物理中，相变是由热涨落引起的。
然而，在量子力学中，由于量子涨落的存在，相变的机制会有所不同。
此外，研究者们还对多体系统中的量子纠缠进行了深入的研究。
微腔中多体系统的新奇量子相变及其调控
微腔中多体系统的新奇量子相变及其调控【摘要】：研究多体系统的量子相变及其调控一直是凝聚态物理学的热门内容之一。
在早期的理论研究中,光学腔中的多原子系统具有正常—超辐射量子相变。
但是到目前为止,该量子相变还没有被观察到。
其主要原因是,由于每个原子都各自存在量子涨落,所有的原子不能与光子发生相同的相互作用。
最近的实验利用了玻色—爱因斯坦凝聚的奇特特性---低于某一特定温度时,所有粒子都聚集到动量空间中的最低能态上,并具有相同的物理特性,验证了超冷原子与光子能发生集体强耦合作用。
这是最高层次上研究物质与光的相互作用。
在该系统中光子不仅与原子发生近共振相互作用,而且还能充当数据线,并有效地耦合长程原子之间的相互作用。
这两个相互作用发生强烈竞争,将会导致新奇量子效应。
本文在当前的实验条件下着重研究腔中多原子体系的新奇量子相变及其调控,主要内容如下:(1)给出多原子与光子相互作用体系几何相位的一般公式(正比于平均光子数)。
而且证明该几何相位与量子相变有着重要的关系。
因此,它是一个在实验上可以探测量子相变的重要物理量。
(2)运用路径积分方法讨论有限原子数下Dicke模型在超辐射相时的量子隧穿。
指出量子混沌将协助隧穿并与纯量子隧穿会发生强烈的竞争,从而导致系统的量子隧穿减弱。
(3)提出控制超辐射量子相变的一种方案,即运用一个含时经典驱动外场的频率来代替原子的共振频率,从而取得满足发生超辐射量子相变的条件。
最后,该方案在宏观超导量子电路中与腔相互作用的体系中实现。
(4)引入含有长程原子相互作用的Dicke模型,运用相干态路径积分方法得出当原子数为有限奇数时,该模型有绝对简并的基态和很大的能级间距,而且这个间距随着原子数的增加而增大。
因此,在绝对简并的基态子空间中适当控制相关参数,可以实现容错量子计算,克服量子退相干。
(5)在超导结与纳米力学共振器的相互作用系统中实现Dicke 模型,而且在周期调控下实现单向量子计算机所需的cluster态。
高Q值微腔中二能级原子演化的操纵和量子反演
高Q值微腔中二能级原子演化的操纵和量子反演
胡峰;葛国勤
【期刊名称】《广东工业大学学报》
【年(卷),期】2007(024)004
【摘要】通过求解系统演化的主方程,研究了在高Q值腔中两能级原子的量子演化及其操控,特别是数值计算了在不同的场情况下原子在导入π脉冲后的演化.研究表明,在弱场情况下,作用于第一个原子的π脉冲不仅导致了第一个原子的量子演化的反演,还导致了后续第2个原子可以再现第1个原子的演化规律,从而为实现操控原子演化的规律和量子信息的传递提供了一种有效的方法.另外还提供了一种简单、方便可研判微腔中光子数的方法.
【总页数】5页(P17-21)
【作者】胡峰;葛国勤
【作者单位】广东工业大学,实验教学部,广东,广州,510006;华中科技大学,物理系,湖北武汉,430074;华中科技大学,物理系,湖北武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】O431.2
【相关文献】
1.高Q值腔中有时序差注入的二能级原子的量子信息传递的操纵 [J], 颜莉;喻佳丽;葛国勤
2.两模微腔中四能级原子粒子布居数随时间的演化 [J], 曲照军;柳盛典;杨传路
3.半经典理论中二能级原子的量子态保真度 [J], 谢利军;张登玉;唐世清;高峰
4.电磁场中二能级原子的量子相干性 [J], 高峰;张登玉;唐志祥
5.辐射场中二能级原子的量子态保真度 [J], 谢利军;张登玉;唐世清
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多体量子力学中的量子相变
多体量子力学中的量子相变多体量子力学是研究多个粒子之间的相互作用以及量子效应如何影响它们的领域。
其中一个重要的问题是量子相变，它描述的是当外部参数改变时，材料中的量子态如何突然发生变化。
量子相变在凝聚态物理和量子信息领域中具有广泛的应用。
本文将讨论多体量子力学中的量子相变的概念和一些实例。
首先，让我们了解一下什么是量子态，以及为什么它在多体系统中如此重要。
量子态是描述粒子性质的数学对象，它可以是一个矢量或一个矩阵。
在经典物理中，粒子的状态可以由其位置和动量表示。
然而，在量子力学中，我们不能同时知道粒子的位置和动量，因为这违背了不确定性原理。
相反，我们用波函数描述一个粒子的状态，波函数是一个复数的函数，描述了粒子在不同位置或动量下的概率分布。
在多体系统中，有多个粒子相互作用。
这种相互作用非常复杂，可以表现出许多不同的行为。
量子相变是指在给定条件下，这些多体系统的量子态发生突然变化的现象。
我们可以用一个简单的例子来解释这个概念。
考虑一个由自旋1/2粒子组成的系统，这些粒子可以处于向上自旋或向下自旋的状态。
当相互作用很弱时，粒子更倾向于保持各自的自旋状态。
然而，当相互作用增强时，粒子之间会发生自旋翻转，并形成一个整体的状态。
这个例子说明了一个极端的情况，即从无序到有序的相变。
然而，在实际系统中，我们经常遇到更加复杂的相变形式。
例如，系统的电导率、磁性和超导性都可以发生量子相变。
这些相变的理论解析很困难，因为它们涉及到大量的粒子相互作用和量子涨落。
因此，研究量子相变需要使用数值模拟和理论推导相结合的方法。
量子相变的一个重要概念是量子相变点。
量子相变点是指系统在一个特定的外部参数下，出现由量子态的连续变化导致的相变。
例如，在某个温度下，系统的磁化率突然变化，这被称为磁化率相变点。
量子相变点通常与能级交叉和相互作用的混合态有关。
在相变点附近，系统的涨落会变得很大，导致量子态的剧烈变化。
多体量子力学中的量子相变在凝聚态物理研究中具有广泛的应用。
(973标书)量子通信网络和量子仿真关键器件的物理实现
项目名称：量子通信网络和量子仿真关键器件的物理实现首席科学家：起止年限：2011.1至2015.8依托部门：中国科学院二、预期目标本项目的总体目标是实现若干量子通信网络和量子仿真关键器件。
通过系统的研究各个物理体系在实现量子信息过程中的基本物理问题，为量子信息的实用化找到一条切实可行的道路，同时完善现有的实验研究平台，磨炼和造就一支国际先进水平研究队伍。
我们希望在通信波段的量子光源的实现与应用，多光子操控，量子精密测量，网络量子信息过程，光学微腔量子信息器件的加工与操控以及量子仿真的理论与实验等方面作出若干国际领先的有显示度的成果。
五年的预期目标：1.研制基于量子点发射的通信波段非经典光源原型器件，并利用这些器件进行量子通信网络化、长程化的各种基本问题的研究，如信道的非马尔科夫性、信道的波分复用等。
完成基于量子点中自旋态的量子控制的原理性验证。
2.完成八光子通信复杂度实验；提高多光子干涉的过程保真度；可能实现逼近或达到海森堡极限的高精度量子测量实验；研制二维网络纠缠光源原型器件，建立一个可用于研究网络量子信息过程的有一定规模的量子网络平台。
3.掌握基于微纳光学腔的可集成化量子仿真中的核心技术和并实现其中的关键操作，如实现光腔中单量子体与腔模强耦合；实现对光子态或者原子能级态的量子相干操纵；制备由多个光学腔构成的光学腔阵列，并实现其中两个耦合腔体系的相互作用。
4.在具有可集成性的量子系统芯片式设计和调控，强关联模型的量子仿真和量子奇异相探测以及在基于量子信息的算法研究、量子相变和量子纠缠的理论方面获得若干重要的进展。
我们预期在国际高水平杂志上发表论文100篇以上，培养博士生30名左右。
三、研究方案一、研究方案本项目将利用光子及光子与固态物质相互作用过程，拟在量子通信网络和量子仿真的关键性技术上取得突破。
在量子信息物理实现方面，各种物理体系具有不同特点。
不同的量子比特系统相对于不同的量子信息实现过程具有不同的长处和不足，如光学有利于量子信息传播；固态系统有利于器件的集成和信息的定域化存储；而在高品质的微腔中光与原子的相互作用有利于实现量子信息的操纵。
量子多体物理,及其演生现象和临界现象
量子多体物理，及其演生现象和临界现象
量子多体物理是研究多个量子粒子如何相互作用和组成物质的学科。
在量子多体系统中，粒子的量子态不仅取决于自身的性质，还与周围粒子的状态密切相关。
这种复杂的相互作用导致了一些有趣的演生现象和临界现象。
演生现象是指在量子多体系统中出现的非平凡的集体行为。
例如，超导和超流现象就是演生现象的例子。
在超导中，电子会以一种奇特的方式相互作用，导致电阻率降为零。
在超流中，液体原子会在低温下形成一种氦-4的相，这种相的密度和粘性都很特殊。
临界现象是指物质在某些特定条件下出现的相变现象。
在量子多体系统中，这种现象尤为显著。
例如，铁磁体在某个温度下会出现磁性，但如果温度超过某个临界值，磁性会突然消失。
这个临界温度被称为居里温度。
在量子临界现象中，量子涨落会导致相变的出现，例如量子相变和拓扑相变。
总之，量子多体物理是一个非常有趣和复杂的学科，它探索了量子世界中的集体现象和物质的临界性质。
2012年全国百篇优秀博士论文名单及各校分布情况
电气工程 王发强 马西奎
分段光滑电路中的多尺度分 岔与混沌行为及其控制方法 西安交通大学 研究
吴东 电子科学与技 术 程钰间
孙洪波
基于激光技术的复杂结构和 吉林大学 功能性器件研究 基片集成波导多波束阵列天 东南大学 线的研究 基于人眼视觉系统特性的数 上海交通大学 字图像处理技术的研究 下一代无线通信系统中的时 西安交通大学 频同步技术研究 具有饱和非线性的控制系统 设计的参量Lyapunov方法及 哈尔滨工业大学 其应用 网络化控制系统的时延与丢 浙江工业大学 包问题研究 基于对等网络的大规模内容 华中科技大学 检索研究 跨媒体检索与智能处关键技 浙江大学 术研究 结构性态随机最优控制与磁 同济大学 流变液多尺度分析 高价态锰、铁氧化降解水中 典型有机物的特性与机理研 哈尔滨工业大学 究 基于连续小波变换的波浪非 大连理工大学 线性研究 高分辨率遥感影像多尺度文 理、形状特征提取与面向对 武汉大学 象分类研究 非均相反应过程的微型化基 清华大学 础研究
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公共卫生与预 郭欢 防医学邬堂春中医学源自曾芳梁繁荣药学
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军事学
军事后勤学与 王刚 军事装备学
熊友存
军人工资关系研究
军事经济学院
管理科学与工 邢立宁 程
陈英武
学习型智能优化方法及其应 国防科学技术大学 用研究 政府控制视角下的国企治理 与公司价值研究--基于国有 西南财经大学 上市公司的经验证据 非农就业与农机支持的政策 选择研究--基于农户农机服 南京农业大学 务利用视角的分析
学科门类
一级学科名 称
材料科学中微观相变现象解析与调控方法创新
材料科学中微观相变现象解析与调控方法创新引言：材料科学是一门研究材料的结构、性能、制备和应用的科学领域。
在材料科学中，微观相变现象是一项重要的研究内容，对于材料的性能和应用具有关键影响。
本文将详细解析微观相变现象，并探讨了调控方法创新的重要意义。
一、微观相变现象解析1. 定义：微观相变是指材料内部结构的转变，如晶体的相变、晶粒的滑移和孪晶的形成等。
2. 分类：根据材料性质和变化过程，微观相变可分为固态相变、液态相变和气态相变等。
3. 影响因素：微观相变的发生受多种因素影响，如温度、压力、化学成分、外界应力等。
4. 相变机制：微观相变具有复杂的物质转变机制，包括晶体晶格变化、化学键重组等。
二、调控方法创新的重要意义1. 性能优化：通过调控微观相变现象，可以优化材料的结构和性能，提高机械性能、电磁性能等。
2. 应用拓展：微观相变的调控方法创新可以促进材料应用的拓展，如新型材料的研发和应用等。
3. 能源领域：微观相变的调控方法在能源领域具有广泛应用，如储能材料、光电材料等的研究。
三、微观相变现象解析的方法创新1. 实验方法：通过实验手段观察和分析微观相变现象，如X射线衍射、电子显微镜等。
2. 模拟计算：利用计算机模拟方法，对微观相变现象进行模拟和预测，如分子动力学模拟等。
3. 原位观察：通过原位观察方法，实时观察材料的微观相变过程，如原位透射电子显微镜等。
四、调控方法创新的案例研究1. 相变温度调控：通过改变材料的组分和结构，调控相变温度，实现材料性能的优化。
2. 界面控制：通过界面工程的方法，在材料的界面上引入特定的原子或分子，调控材料的相变行为。
3. 激光加工：利用激光技术对材料进行微观相变的调控，实现材料结构的改变和性能的调整。
五、未来展望微观相变现象解析与调控方法创新在材料科学中具有重要意义。
随着科学技术的发展，我们对于微观相变现象的理解和控制能力将进一步提高。
未来，我们可以预见，在新材料的研制和工业应用中，微观相变的研究将发挥越来越重要的作用。
量子多体系统中的相变行为探索
量子多体系统中的相变行为探索量子多体系统是物理学中一个重要的研究领域，它涉及到微观粒子之间的相互作用和宏观性质的关系。
在这个领域中，相变行为是一个引人注目的现象，它描述了物质从一种状态到另一种状态的转变过程。
本文将探讨量子多体系统中的相变行为，并介绍一些相关的实验和理论研究。
在经典物理中，相变是由于温度、压力或其他外部参数的变化而引起的。
然而，在量子多体系统中，由于存在量子涨落和量子纠缠等量子效应，相变行为变得更加复杂和有趣。
相变可以分为两种类型：一阶相变和连续相变。
一阶相变由于自由能的不连续性而特征明显，而连续相变则没有自由能的不连续性，其特征是物理量的连续变化。
量子多体系统中的相变行为可以通过实验来研究。
例如，研究者可以使用冷原子系统来模拟量子多体系统。
通过将原子冷却到极低的温度，可以观察到相变的行为。
实验中的原子可以被限制在一个光学晶格中，这样可以模拟出不同的相互作用和晶格结构。
通过改变外部参数，如温度或相互作用强度，研究者可以观察到相变的发生。
理论上，量子多体系统中的相变行为可以通过一些数学模型来描述。
最著名的模型之一是伊辛模型，它描述了自旋之间的相互作用。
在伊辛模型中，自旋可以采取两种状态：向上或向下。
通过改变温度或外部磁场，可以观察到自旋的相变行为。
伊辛模型的研究不仅在理论上有重要意义，也可以与实验结果进行比较。
除了伊辛模型，还有其他一些模型可以用来描述量子多体系统中的相变行为。
例如，量子伊辛模型考虑了量子涨落的影响，量子晶格模型考虑了晶格结构的影响。
这些模型可以通过数值计算或解析方法来研究。
研究者可以计算不同参数下的物理量，如自旋的平均值或关联函数，来揭示相变的特征。
相变行为在量子多体系统中具有广泛的应用。
例如，在凝聚态物理中，超导和超流现象都涉及到相变行为。
超导是指电阻为零的现象，它在低温下发生。
超流是指流体的无摩擦流动，它在低温下发生。
这些现象的理解和应用都依赖于对相变行为的研究。
单分子的新奇物性及其调控
单分子的新奇物性及其调控
胡伟霖;郭雪峰
【期刊名称】《北京师范大学学报:自然科学版》
【年(卷),期】2022(58)4
【摘要】随着电学器件的尺寸逐渐减小,分子电子学,即将单个分子作为电路的组成元件,逐渐成为一个前沿研究领域.在分子电子学领域中,这种单分子器件不仅为未来电路器件的微型化提供了潜在的解决方案,更是由于其独特的纳米尺度而蕴含着大量新奇的物理性质.本文在简要介绍单分子器件的构筑方法后,详细介绍了单分子器件在电学、磁学和量子方面的部分新奇物性以及相应的调控方式,并对单分子科学在器件制备方法、测试手段和机制研究等方面进行简要的总结与展望.
【总页数】8页(P561-568)
【作者】胡伟霖;郭雪峰
【作者单位】北京大学化学与分子工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】O643.12;O649.4
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1.新奇的调控分子——microRNA
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量子相变与量子力学中的相变理论
量子相变与量子力学中的相变理论引言：量子相变是指在低温下，由于量子力学效应的影响，物质的性质发生突变的现象。
相变理论是研究物质状态变化的基本理论之一，而量子相变则是相变理论中的一个重要分支。
本文将介绍量子相变的基本概念、原理以及在量子力学中的相变理论。
一、量子相变的基本概念量子相变是指在绝对零度附近，由于量子力学效应的存在，物质的性质发生突变的现象。
与经典相变不同，量子相变涉及到量子力学中的波函数塌缩和量子涨落等现象。
量子相变的特点是在临界点附近，物质的性质发生剧烈变化，如电阻率、磁化率等。
量子相变的研究对于理解低温下物质的行为具有重要意义。
二、量子相变的原理量子相变的原理可以通过量子力学中的相变理论来解释。
量子力学中的相变理论是研究量子系统在外界条件改变时，由一个相变到另一个相的理论。
量子相变的起源可以追溯到哈密顿量的变化。
在量子力学中，哈密顿量描述了系统的能量和相互作用。
当外界条件改变时，哈密顿量的形式也会发生变化，从而导致系统的相变。
三、量子相变的类型量子相变可以分为几种不同的类型，包括量子相变、量子临界现象和量子临界点等。
量子相变是指在绝对零度附近，由于量子力学效应的存在，物质的性质发生突变的现象。
量子临界现象是指在临界点附近，物质的性质发生剧烈变化的现象。
量子临界点是指在临界点附近，物质的性质发生剧烈变化的点。
四、量子力学中的相变理论量子力学中的相变理论是研究量子系统在外界条件改变时，由一个相变到另一个相的理论。
量子力学中的相变理论可以通过路径积分方法来描述。
路径积分方法是一种将量子力学系统的演化路径表示为路径积分的方法。
通过路径积分方法，可以计算出系统在不同相之间的转变概率。
五、量子相变的应用量子相变在凝聚态物理中有着广泛的应用。
一方面，量子相变可以用来解释低温下物质的性质变化，如超导、磁性等。
另一方面，量子相变还可以用来设计新型的量子器件，如量子计算机、量子通信等。
量子相变的应用有着重要的科学意义和实际价值。
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自旋系统中多体量子关联与量子相变研究
自旋系统中多体量子关联与量子相变研究自旋系统是量子力学中的一个重要概念，它描述了粒子的自旋状态。
多体量子关联是指在多个自旋系统之间存在着紧密联系和相互依赖的关系。
而量子相变是指在一定条件下，系统的物理性质发生突变的现象。
多体量子关联是量子力学的核心概念之一，它揭示了微观粒子之间的非经典关联。
在自旋系统中，多个自旋之间通过量子纠缠相互关联，而这种关联又能够影响到整个系统的性质。
例如，在一个自旋链中，当两个自旋之间存在强烈的相互作用时，它们的自旋状态将紧密关联在一起，无论它们的空间距离有多远。
这种量子纠缠的存在导致了自旋系统的多体量子关联。
多体量子关联在不同的自旋系统中表现出不同的性质和行为。
例如，在一维自旋链中，当相互作用强度超过临界值时，系统会发生量子相变。
量子相变是指在零温下，系统的某个物理性质在外界参数的微小变化下发生突变的现象。
这种相变是由于多体量子关联的存在而引起的，而且在量子力学中是一种纯粹的量子效应。
研究多体量子关联和量子相变的主要方法之一是使用凝聚态物理中的各种理论模型。
这些模型可以通过数值计算和解析方法来研究系统的性质和行为。
其中，一维自旋链和二维自旋格子是最常用的模型之一。
通过对这些模型的研究，我们可以揭示多体量子关联和量子相变的一些基本规律和性质。
除了理论模型，实验上也可以通过操控冷原子系统或其他类似的量子系统来研究多体量子关联和量子相变。
通过精确控制系统的参数和外界条件，可以观察和测量系统在不同相变点附近的行为和性质。
这些实验结果可以与理论模型进行比较，从而验证理论的正确性和可靠性。
多体量子关联和量子相变的研究不仅在理论物理学中具有重要意义，而且在实际应用中也有很大潜力。
例如，在量子计算和量子通信领域，多体量子关联和量子相变可以用来设计和实现新的量子算法和量子通信协议。
此外，在材料科学和纳米技术领域，多体量子关联和量子相变也可以用来设计和合成新的功能材料和纳米器件。
多体量子关联和量子相变是量子力学中的重要研究方向。
量子多体系统中的相变及其调控
量子多体系统中的相变及其调控【摘要】：一直以来,凝聚态物质的研究始终围绕着两个主题：一是与Landau费米液体理论相关的能带理论和微扰理论,该理论体系是半导体理论的基础,支撑了目前各种电子器件的研究；一是Landau对称破缺理论和重正化群理论,该理论体系是我们研究大部分物质态及物质不同态之间相变的框架,是当前诸如液晶显示、磁性材料记录、合金材料及高分子材料性能等研究领域的理论基础。
这两个主题互相补充,同时又各有交叉。
根据Landau对称破缺理论,无论是由热涨落导致的热力学相变,还是由量子涨落导致的量子相变,都意味着系统中有序程度的改变,以及系统对称性的变化。
在本文的第二、三章中,我们将在此框架下讨论物理系统的热力学相变和量子相变行为。
我们还将在第四章中讨论一种特殊的量子相变：拓扑量子相变,其中不存在描述系统有序程度的局域序参量,而且相变前后系统的对称性也未发生破缺,因而无法将其纳入Landau对称破缺理论的范畴。
我们将利用几何相讨论Kitaev模型中的拓扑量子相变,并将这种已成功用于表征量子相变的物理量推广至拓扑量子相变的系统中。
近年来,冷原子光学系统以其高纯度,高稳定性,特别是系统能级结构的高可操控性,已经成为研究量子多体系统的理想平台。
在冷原子系统中实现一些重要物理效应和理论模型成为了实验和理论研究的热点。
本文所呈现的研究工作中,第二、三章主要基于著名的Dicke模型,其从正常相到超辐射相的相变已于2010年在腔BEC中被观察到。
在第二章中,我们讨论了Dicke模型在自旋相干态表象下的基态行为及量子临界现象。
区别于传统的Holstein-Primakoff变换的方法,我们得到了无需热力学极限条件下的基态能量、原子占据率和系统基态几何相等物理量的解析表达式；同时以扩展的Dicke模型为基础研究了纳米机械振子腔系统中的量子相变问题。
在第三章中,我们主要研究了2011年在超冷中性原子中实现的Rashba和Dresselhaus自旋轨道耦合BEC系统的热力学行为,包括比热和熵等热力学量在该系统中的临界行为以及有效Rabi频率、自旋轨道耦合强度、原子间的有效相互作用强度和温度等对热力学相变的影响。
量子多体系统中的多体纠缠与量子相变
量子多体系统中的多体纠缠与量子相变1. 引言量子力学是描述微观世界的基本理论，而量子多体系统是其中一种重要的研究对象。
在传统的量子力学中，只涉及到单个粒子的态与运动，而当多个粒子相互作用时，就会产生一种全新的物理现象——多体纠缠。
本文将探讨量子多体系统中的多体纠缠与量子相变的关系。
2. 量子纠缠量子纠缠是指在一个多体系统中，其中的两个或多个粒子之间的态是如此紧密相关的，以至于无法用独立的态来描述它们。
例如，当两个粒子处于纠缠态时，它们的状态无论如何变化，都会彼此关联。
这种关联不仅体现在它们的位置、动量等基本性质上，还可能涉及更复杂的量子纠缠。
3. 多体纠缠与量子相变在量子多体系统中，多体纠缠发挥着重要的作用，特别是在量子相变的研究中。
量子相变是指系统在零温度下由一个量子态转变为另一个量子态的过程。
在这个过程中，量子多体系统的基态和激发态都会发生显著的变化，而多体纠缠则是连接不同量子态的桥梁。
4. 量子相变的类型量子相变可以分为三种类型：1) 量子相变第一类，是指系统的对称性在相变点附近发生突破；2) 量子相变第二类，是指系统的对称性在相变点附近没有突破，但系统的某些物理性质会发生显著变化；3) 量子临界现象，是指系统在一个广阔的相变点附近展现出特殊的物理性质。
无论哪种类型的量子相变，都与多体纠缠密切相关。
5. 查询纠正码在量子信息领域中，多体纠缠也被广泛应用于量子纠错码。
量子计算中的量子比特容易受到噪声的干扰，因此需要一种纠错码来修复错误。
多体纠缠提供了一种非常有效的方式来实现量子纠错码，能够有效地恢复受到干扰的量子比特信息。
6. 量子多体纠缠的实验观测随着技术的进步，科学家们已经能够在实验室中观测到量子多体纠缠的存在。
例如，通过将光子束分离成两个与原始光束相关的光子束，然后分别测量两束光子束的偏振状态，科学家们可以证明这两束光子束之间存在纠缠关系。
7. 应用前景与挑战量子多体系统中的多体纠缠在量子计算、量子通信等领域具有广泛的应用前景。
量子相变综述
量子相变综述
量子相变是指在零温下，通过改变外部参数（例如温度、压强或
磁场）而引起的物质的物理性质的突发变化。
相比于经典相变，量子
相变具有一些独特的性质，例如相变点通常处于零温下，量子涨落非
常重要，且常会产生一些奇妙的现象，例如拓扑激发态等。
量子相变的研究不仅在物理学领域有重要地位，也在信息科学、
材料科学等领域有广泛的应用。
比如，基于量子相变的量子计算机和
量子通信，以及量子材料的设计和制备等。
目前，已经发现了很多样本中的量子相变，例如量子反铁磁相变、量子磁性相变、量子超导相变等。
这些相变在实际应用中有着重要的
意义，例如超导体在低温条件下的无损输电，在医学成像和安全检测
上的应用等。
研究量子相变的过程中，需要利用多种物理手段，例如磁化率测量、电性质测量、中子和X射线散射等技术。
其中，中子和X射线散
射是非常重要的手段，可以直接观察晶格结构、电子自旋等信息，对
于解释相变机制和设计材料具有重要的作用。
未来，研究者需要进一步深入地了解量子相变的本质，探索新的
量子相变现象，并探究其在量子计算和量子材料等领域中的应用。
从
基础研究到实际应用，量子相变的研究将会有着越来越广泛的前景和
重要的意义。
量子多体系统中的量子相变与纠缠动力学
量子多体系统中的量子相变与纠缠动力学量子相变是指在极低温下，量子多体系统由于微观量子效应而发生的相变现象。
量子相变的研究对于理解凝聚态物理中的基本问题具有重要意义，如超导、超流、磁性等。
而纠缠动力学则是研究量子多体系统中的纠缠演化和纠缠特性的一门学科。
本文将结合这两个领域，探讨量子多体系统中的量子相变与纠缠动力学。
量子相变是由于量子涨落的存在而产生的，与经典相变不同，量子相变是在零温下发生的。
在量子多体系统中，当某个物理量的参数超过临界值时，系统的基态性质会发生剧变，这就是量子相变。
量子相变的一个重要特征是其临界行为具有普适性，即不同的量子多体系统在临界点附近表现出相同的行为。
这种普适性的出现是由于量子涨落的存在，量子涨落可以在宏观尺度上产生明显的影响。
纠缠动力学是研究量子多体系统中的纠缠演化和纠缠特性的一门学科。
纠缠是量子力学中独特的现象，它描述了两个或多个粒子之间的非经典关联。
在量子多体系统中，纠缠可以通过量子态的特殊形式来描述。
纠缠动力学的研究内容包括纠缠的演化规律、纠缠的度量和纠缠的动力学性质等。
研究发现，在量子相变发生时，纠缠也会发生剧烈变化，这种纠缠的变化与量子相变之间存在着密切的关联。
量子相变和纠缠动力学之间的关系可以从两个方面来理解。
首先，量子相变的发生与系统中的纠缠密切相关。
在量子相变发生时，系统的纠缠结构会发生显著变化。
例如，在一个自旋链中，当温度降低到临界温度以下时，系统中的纠缠长度会迅速增长，表示系统中的纠缠关联变得更加强烈。
其次，纠缠动力学的研究可以揭示量子相变的机制。
通过研究系统中的纠缠演化，可以发现量子相变的出现与纠缠的产生和演化有密切关系。
纠缠动力学的研究可以帮助我们理解量子相变的本质。
在量子多体系统中，量子相变和纠缠动力学的研究已经取得了许多重要的成果。
例如，通过研究自旋链模型，研究人员发现了纠缠的量子相变现象，即纠缠的度量在临界点附近发生突变。
这一发现揭示了纠缠与量子相变之间的深刻联系。
2012-2013年全国优秀博士学位论文名单
杨旗
李坤成
首都医科大学
梅磊磊
董奇
北京师范大学
吴洪淇 孙涛 陈刚 刘雷 马玉祥 隋建利 吴东 王岭
张保生 孙保存 梁九卿 董晋湘 董国海 刘金全 孙洪波 王德利
中国政法大学 天津医科大学 山西大学 太原理工大学 大连理工大学 吉林大学 吉林大学 东北师范大学
吕海宝
杜善义
哈尔滨工业大学
周彬
段广仁
哈尔滨工业大学
2012023 2012024 2012025 2012026 2012027 2012028 2012029 2012030
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2012034
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3.0T磁共振对比增强全 心冠状动脉成像研究 阅读中语音通达的神经 双通路机制：来自人工 语言训练的fMRI跨文化 研究证据 证据法的运行环境与内 部结构 肿瘤细胞成血管塑形在 血管生成拟态形成中的 作用研究 微腔中多体系统的新奇 量子相变及其调控 金属磷酸盐骨架材料的 离子热合成、结构调控 与性能研究 基于连续小波变换的波 浪非线性研究 动态随机一般均衡模型 的研究与应用 基于激光技术的复杂结 构和功能性器件研究 大型草食动物采食对植 物多样性与空间格局的 响应及行为适应机制 电驱动与溶液驱动形状 记忆聚合物混合体系及 其本构方程 具有饱和非线性的控制 系统设计的参量 Lyapunov方法及其应 用 高价态锰、铁氧化降解 水中典型有机物的特性 与机理研究 麻黄苦寒性味的物质基 础研究－麻黄免疫抑制 活性多糖的化学及作用 机制研究 多肽介导的神经胶质瘤 靶向给药系统研究 砷剂靶向PML 和PMLRARα的分子机制研究 生物分级构造光催化材 料的制备与性能研究 基于人眼视觉系统特性 的数字图像处理技术的 研究 晚清小说低潮研究—— 以宣统朝小说界为中心
复合腔光力系统的新奇多体量子效应及其量子调控
复合腔光力系统的新奇多体量子效应及其量子调控嘿，朋友们！今天咱们来聊聊一个听起来超级高大上的话题——复合腔光力系统的新奇多体量子效应及其量子调控。
这玩意儿啊，就好像是一个神秘的魔法世界。
想象一下，光和力在一个小小的腔里相互交织，就像一场精彩绝伦的舞蹈。
那光呢，像是灵动的精灵，快速穿梭；力呢，则像是沉稳的巨人，默默支撑。
在这个复合腔光力系统里，新奇的多体量子效应就像是隐藏在深处的宝藏。
比如说，量子纠缠，这可不是一般的“纠缠”，就好像是两个心有灵犀的伙伴，无论相隔多远，都能瞬间感知到对方的想法。
还有量子压缩，就好像是把一个大大的气球使劲儿地压缩，让能量变得更加集中和高效。
而量子调控呢，那简直就是掌控这个魔法世界的神奇钥匙。
通过巧妙的手段，我们能够让光和力按照我们想要的方式跳舞，让量子效应为我们所用。
这就像是一个出色的指挥家，挥动着手中的指挥棒，让整个乐团奏出美妙的乐章。
你说，要是能把这个技术运用到通信领域，那得多厉害！信号的传输速度和保密性都会大大提高，就好像给信息穿上了一层坚不可摧的铠甲。
在计算方面，那更是不得了，处理速度能像火箭一样飙升。
这可不是我在吹牛，想想看，现在的科技发展多快啊。
说不定哪天，我们就能靠着这个复合腔光力系统的研究成果，让生活发生翻天覆地的变化。
比如说，医疗领域，更精确的诊断和治疗；能源方面，更高效的能量转化和存储。
所以说，朋友们，可别小看了这个复合腔光力系统的新奇多体量子效应及其量子调控。
它就像是一颗即将爆发的超级新星，充满了无限的可能和希望。
咱们就等着瞧吧，未来的世界一定会因为它而变得更加精彩！总之，复合腔光力系统的研究意义重大，潜力无限，值得我们深入探索和挖掘。
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微腔中多体系统的新奇量子相变及其调控
【摘要】：研究多体系统的量子相变及其调控一直是凝聚态物理学的热门内容之一。
在早期的理论研究中,光学腔中的多原子系统具有正常—超辐射量子相变。
但是到目前为止,该量子相变还没有被观察到。
其主要原因是,由于每个原子都各自存在量子涨落,所有的原子不能与光子发生相同的相互作用。
最近的实验利用了玻色—爱因斯坦凝聚的奇特特性---低于某一特定温度时,所有粒子都聚集到动量空间中的最低能态上,并具有相同的物理特性,验证了超冷原子与光子能发生集体强耦合作用。
这是最高层次上研究物质与光的相互作用。
在该系统中光子不仅与原子发生近共振相互作用,而且还能充当数据线,并有效地耦合长程原子之间的相互作用。
这两个相互作用发生强烈竞争,将会导致新奇量子效应。
本文在当前的实验条件下着重研究腔中多原子体系的新奇量子相变及其调控,主要内容如下:(1)给出多原子与光子相互作用体系几何相位的一般公式(正比于平均光子数)。
而且证明该几何相位与量子相变有着重要的关系。
因此,它是一个在实验上可以探测量子相变的重要物理量。
(2)运用路径积分方法讨论有限原子数下Dicke模型在超辐射相时的量子隧穿。
指出量子混沌将协助隧穿并与纯量子隧穿会发生强烈的竞争,从而导致系统的量子隧穿减弱。
(3)提出控制超辐射量子相变的一种方案,即运用一个含时经典驱动外场的频率来代替原子的共振频率,从而取得满足发生超辐射量子相变的条件。
最后,该方案在宏观超导量子电路中与腔相互作用的体系中实现。