《基於測量的量子干涉強弱的度量及其套用研究》是依託昆明理工大學，由徐酉陽擔任項目負責人的地區科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於測量的量子干涉強弱的度量及其套用研究
- 項目類別：地區科學基金項目
- 項目負責人：徐酉陽
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子干涉是量子物理及其套用領域的重要研究內容。已有的研究表明在很多多能級體系中量子干涉都起著關鍵作用，這促使對多能級體系的量子干涉進行定量研究，但是通常描述量子干涉強弱的條紋可見度並不適用於比兩路徑或兩能級干涉儀更複雜的體系。本申請項目擬以測量和量子態的相干性為基礎定義量子干涉強弱的度量，通過研究包括量子計算機在內的重要體系的量子干涉確定該度量的合理性和普適性，利用該干涉強弱度量定量研究量子干涉在量子計算、量子混沌以及捕光複合物中的作用，以及利用該干涉強弱度量研究巨觀量子疊加的量化方案。通過本申請項目獲得量子干涉強弱的普適度量，為闡明干涉在多能級體系中的定量作用奠定基礎；闡明干涉在量子計算機等重要體系中的定量作用，為進一步的理論與實驗研究奠定基礎；從量子干涉強弱的角度獲得巨觀量子疊加的量化方案，為研究巨觀體系是否具有巨觀可區分態的相干疊加態奠定基礎。
結題摘要
干涉是量子物理及其套用領域的重要研究內容：在多能級體系中量子干涉起著關鍵作用，這促使對多能級體系的量子干涉進行定量研究，但是通常描述量子干涉強弱的條紋可見度並不適用於對多能級體系的量子干涉強弱的度量。本項目通過對系統的連續測量給出了多能級系統干涉性的度量，將此量子干涉度量套用到量子計算機、量子相變系統、量子混沌系統、巨觀量子系統以及量子熱機系統中，研究了量子干涉在這些系統中的重要作用。我們的研究發現包括：（1）給出了量子態疊加性的統一定義，我們首次提出量子干涉是依賴於環境對系統的測量過程，並將量子干涉強弱定義為量子態純度隨時間變化率負值的一半。從操作的角度我們將量子疊加性定義為量子態在環境中表現出的干涉性，即量子疊加性可以用量子干涉進行度量。（2） 在量子相變點熱漲落對量子干涉的影響最強烈，量子干涉關於耦合常數的導數在相變過程中會出現劇烈的變化，即經過相變點該導數為無窮大，該無窮大的導數會被熱漲落壓制，這種壓制是源自於多粒子激發。（3）給出了光合作用熱機中符合量子熱力學標準的功和熱的定義，套用功和熱的定義研究了兩類增強熱機性能的方案，即通過fano干涉（方案A）或通過兩個電子供體的偶極-偶極相互作用（方案B）增強熱機性能，在方案A中光合作用熱機功率及其電流-電壓特性可以通過fano干涉增強其性能，但是光合作用熱機的效率並不能通過fano干涉增強，在方案B中光合作用熱機的所有性能（包括：熱機功率、熱機效率及其電流-電壓特性）都不能通過兩個電子供體的偶極-偶極相互作用（方案B）增強。（4）比較了由Weimer等提出的和由Dorfman等提出的兩類量子熱機功的定義，在量子生物熱機中引入了可以說明電子可逆傳輸的電子供體和接受體之間的相干相互作用，兩類功的定義會引起不一樣的結果。（5）我們提出區分熱力學功和熱的標準，給出了兩類熱力學功和熱的定義及其一致性條件，獲得了以輻射場與兩能級原子相互作用的模型中輻射場作為功庫和熱庫的條件。
