《有限系統量子熱力學理論及在離子阱系統的套用》是依託北京大學，由全海濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：有限系統量子熱力學理論及在離子阱系統的套用
- 依託單位：北京大學
- 項目負責人：全海濤
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目旨在研究有限系統的量子熱力學理論及其在離子阱系統中的套用。已有的量子熱力學理論的研究大多基於理想模型。要想從實驗上檢驗量子熱力學的理論預言一直比較困難。近年來,以離子阱系統為代表的小量子系統的量子調控技術的發展為量子熱力學研究提供了很好的實驗平台。我們將基於過去在量子熱力學領域的一系列的研究工作,以離子阱等小量子系統為平台,探討如何在實驗上檢驗量子熱力學中一些重要的,但是至今未獲得實驗驗證的理論預言,比如非平衡熱力學中的量子Jarzynski恆等式和量子相變過程中的Kibble-Zurek標度率。另外我們還將研究如何利用離子阱等單量子系統來實現真實的量子熱力學循環,比如量子熱機或量子冰櫃循環,以期待實現並操控單原子/分子水平上的熱功轉換。我們將與清華大學量子信息中心的實驗組密切合作,希望能夠完成幾項理論和實驗密切結合的研究,形成自己的特色,在量子熱力學領域做出一些原創性的研究工作。
結題摘要
量子熱力學是近年來伴隨著量子信息技術發展起來的一門綜合量子物理和經典統計物理的交叉前沿學科。它的主要研究對象是把原來只適用於經典巨觀物理系統的熱力學和統計物理的概念，原理，方法推廣到只有少數自由度的系統。重點是研究量子效應對原來統計物理規律的影響，並且特別關注原理平衡的過程。已有的量子熱力學理論的研究大多基於理想模型。要想從實驗上檢驗量子熱力學的理論預言一直比較困難。近年來，以離子阱和和光學鑷子為代表的小系統的量子調控技術的發展為量子熱力學研究提供了很好的實驗平台。我們基於過去在量子熱力學領域的一系列的研究工作，以離子阱系統和光學鑷子中的納米小球等小系統為平台，研究了在實驗上檢驗量子熱力學和隨機熱力學中一些重要的，但是至今未獲得實驗驗證的理論預言。我們瞄準與量子熱力學有關的核心物理問題, 選擇驗證Jarzynski 恆等式，功分布的量子—經典對應，驗證細緻漲落定理等重要科學問題作為著眼點，密切結合國內外的實驗研究小組，進行實質性的合作研究。在幾個問題上都有所突破，完成一些理論與實驗相結合的原創性研究工作。我們的工作對本領域的發展有很好的推動作用。
