《顯性控制光格中粒子跨越混沌海的量子輸運》是依託湖南師範大學，由海文華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：顯性控制光格中粒子跨越混沌海的量子輸運
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：海文華
- 依託單位：湖南師範大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
混沌系統最顯著的特點是它的複雜性和敏感性，複雜性導致基於混沌柔韌性的測量應對優勢，敏感性隱含高速安全操控系統的可能。本項目擬運用申請者建立的基於聯合調製和精確解的顯性控制方法和已知最佳化控制方法，研究混沌特性對操控具有任意格點數的低維光學晶格和超晶格中量子輸運的影響。考慮對混沌初態的平均，設定對光格深度和斜度的各種聯合調製，著重研究粒子通過跨越經典相空間混沌海來實現的量子輸運。結合解析分析和數值計算，澄清以往關於混沌系統經典-量子對應原理破缺的困惑和混沌有助於量子隧穿或局域化的矛盾；提出顯性控制粒子快速輸運到相空間指定區域和局域化的方案，並設計某些新型量子器件。套用 Bloch小組近期報導的實驗結果，把關於單粒子輸運的結果推廣到兩內態多粒子相互作用系統，並進一步研究相關量子信息輸運與處理的操控方案。所得結論對混沌特性的套用基礎和量子輸運與信息處理的研究有參考意義。
結題摘要
本項目已運用項目組建立的基於聯合調製和解析解的顯性控制方法和已知最佳化控制方法，結合解析分析和數值計算，研究了混沌特性對操控具有任意格點數的低維光學晶格或超晶格中單粒子和玻色-愛因斯坦凝聚體(BEC)量子輸運的影響，著重研究粒子通過跨越經典相空間混沌海來實現的量子輸運。考慮對混沌初態的平均，設定對光格深度和斜度的各種聯合調製，提出顯性控制粒子快速輸運到相空間指定區域和局域化的方案。主要研究內容是：（1） 基於一維光學晶格和超晶格中驅動單粒子的精確解和自旋-軌道耦合二分量BEC的微擾解和數值解，研究經典混沌參數區域和經典相空間混沌海中平均初始條件對顯性操控量子輸運的影響，澄清以往關於混沌系統經典-量子對應原理破缺的困惑和混沌有助於量子隧穿或局域化的矛盾,揭示混沌輔助的量子輸運規律。（2）進一步研究作為經典混沌系統的少阱和多阱囚禁的少粒子系統中量子隧穿的相干控制，包括由周期驅動調製的空間非對稱棘齒對量子隧穿動力學的影響以及對量子信息輸運的套用。（3）對於光晶格中受雷射脈衝撞擊的量子粒子這一典型的經典混沌系統，研究了Lamb-Dicke區域的量子運動，得到描述離子波包串的精確的廣義相干態解及對應的經典和量子一致的穩定性參數區域，並揭示了這些結果對自旋-軌道糾纏的深刻影響。（4）基於一類三維非線性混沌電路系統，我們探索混沌的魯棒性、幅度調製及位置調製等特性，進而提出魯棒混沌系統建模新方法。通過修正幅度控制因子及位置調製因子，提出構建多翅膀混沌系統的方案。以混沌系統幅度參數為加密密鑰，設計了一種新型的圖像加密方案。這些結果對於推進量子混沌學基礎理論的發展及其在量子信息輸運和處理以及BEC套用基礎等方面具有實際意義。已有14篇相關論文發表在Phys. Rev.， Chaos 和 Sci. Rep.等國際著名期刊上, 並被SCI期刊文章廣泛引用，獲同行一致好評。
