輻射譜與量子關聯

《輻射譜與量子關聯》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由蔡慶宇擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：輻射譜與量子關聯
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：蔡慶宇
• 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院

項目摘要

對於一個非熱輻射譜，輻射之間一定存在關聯。然而，對於一個給定的輻射譜，判定輻射之間關聯的類型，以及關聯的大小，目前尚無行之有效的理論方法。最近，我們使用統計力學，以及量子信息理論，證明了黑洞輻射非熱譜之間存在兩體關聯，並在此基礎上，證明了黑洞輻射熵守恆。本項目擬從量子信息理論出發，通過研究如何從局域測量結果中提取出系統的關聯信息，深入研究黑洞輻射之間是否存在三體或多體關聯。通過分析關聯的類型，計算關聯的大小，揭示多體關聯如何攜帶信息，從而幫助我們清楚理解黑洞信息是如何編碼在輻射關聯之間，伴隨著輻射被攜帶出黑洞。這將為徹底解決黑洞信息丟失問題奠定堅實的理論基礎。同時，通過研究如何從局域測量結果中提取出系統的關聯信息，亦可為將來天文觀測或者實驗室模擬黑洞輻射，驗證黑洞輻射信息是否守恆，進行理論預演。

結題摘要

按照計畫書內容，我們研究了黑洞輻射非熱譜中存在的關聯，證明關聯可以攜帶信息，以及黑洞輻射過程中熵守恆，從而證明黑洞輻射過程和量子力學么正性相一致，信息不會丟失，解決了困擾理論物理學界多年的黑洞信息丟失問題。計算了黑洞輻射粒子之間的能量二次方差，給出了判別熱輻射和非熱輻射的物理量，從而為實驗解決黑洞信息丟失問題提供了理論方案。完成了計畫書中設定的研究目標。 此外，我們還系統研究了兩路量子密碼的安全性。首次證明了兩路量子密碼是無條件安全的，計算出了最終密鑰產生效率，並證明兩路量子密碼協定在返迴路線上對探測器側信道攻擊是完全免疫的。合計發表論文11篇，其中在Phys. Rev. A/D上發表論文四篇，在IJMPD上發表論文一篇（該論文獲得2013年美國引力基金會論文比賽第一名）。