基于量子纠缠的主备倒换技术研究

针对互联网系统中主备倒换过程安全性不高的问题,文章提出一种基于量子纠缠的主备倒换方法,介绍工作原理和实现方案,并分析该方法的可行性和潜在优势。该方法在互为备份的两个服务节点上部署多对纠缠态量子对,量子测量后,根据测量结果确定下一个服务周期是否进行主备倒换,无需两个服务节点之间通信确认,提高了主备倒换过程中的安全性。

基于量子纠缠测量理论的电子支付协议设计

提出了一个基于量子力学基本理论的电子支付协议.经典支付系统存在部分漏洞,可能会带来安全隐患.利用纠缠粒子之间的关联性,实现签名、购买、支付等环节;使用量子单向函数和量子交换测试线路,验证签名的有效性;通过信道检测中的冗余粒子传输支付信息,节约成本.该方案在量子力学基本原理的保证下,具有无条件的安全性,符合支付系统的基本要求.

调制光学参量放大器对双机械振子量子纠缠与压缩的影响

为了研究包含调制光参量放大器(optical parametric amplifier,OPA)的双机械振子腔光力系统中的量子纠缠和机械压缩,通过数值求解和解析求解,讨论了系统的有关参数,如OPA相位、调制频率、热声子数和相位增益量在腔光力系统中对量子纠缠和机械压缩的影响,重点分析了调制OPA对产生力学纠缠和机械压缩的作用.结果表明:本光学腔不需要额外的压缩光来驱动,并在较易实现的参数条件下通过调制OPA增强了2个机械振子间的纠缠.当系统处于稳定状态时,在边带可分辩和不可分辨条件下均可产生机械压缩,并可通过调制OPA在边带可分辨条件下实现强机械压缩.此外,在调制OPA的辅助下,机械振子间的纠缠和机械压缩对环境温度具有很强的鲁棒性.

顶夸克间存在量子纠缠首获证实

欧洲核子研究中心(CERN:European Organization for Nuclear Research)紧凑缪子线圈(CMS:Compact Muon Solenoid)实验合作组织报告称,他们首次确认了已知最重的基本粒子顶夸克之间的量子纠缠,为探索世界的量子本质提供了新视角。相关论文发表于最新一期《CMS物理分析总结》杂志上。量子纠缠是一种奇怪的量子现象:即使两个粒子相距甚远,它们也能紧密地相互关联。当两个粒子处于两种或更多不同状态的叠加态时,就会发生这种情况。测量一对纠缠粒子中一个粒子的性质,如位置、动量或自旋等,会立即影响另一个粒子的状态。

量子纠缠条件下古诺博弈模型均衡解的动态演化分析

利用量子博弈与非线性动力理论,构建了有限理性预期下的动态量子古诺博弈模型,分析了量子纠缠对均衡解稳定性的影响.结果发现:量子纠缠能降低均衡解的稳定性,企业产量调整速度达到某一阈值会导致该系统进入混沌状态,纠缠度增加了系统的混沌状态.最后通过数值模拟验证了理论的正确性.

中华传统文化中的“量子纠缠”及其对管理哲学的启示

2022年诺贝尔物理学奖颁发给了三位量子物理学家以表彰他们验证了量子纠缠现象的存在。物理学界争执多年的“量子纠缠”现象在科学上终于得以证实,标志着量子力学变成不得不被接受的世界观。然而,尽管“量子纠缠”现象被实验证明,但至今无论是物理学界还是哲学界仍然未能全面理解“量子纠缠”的本质,致使量子力学的哲学基础探讨虽然从未间断但尚未确立。研究发现“量子纠缠”在中华经典中素有古论。研究提出量子力学的哲学基础构建只需要回归中华传统文化,对其进行创造性转化,无须重建,以此确立量子力学乃至整个科学(包括管理学)的哲学基础。在此背景下“量子纠缠”引发的哲学挑战,管理哲学不得不反思所面临的革命及从中华传统文化中得到的启示。

量子纠缠光纤陀螺的态演变和偏振互易性分析

量子纠缠光纤陀螺仪利用非经典光量子态的光子纠缠特性,对载体角运动引起的Sagnac相移进行超高灵敏度测量。Fink团队在2019年最早报道了基于共线型正交偏振纠缠光子对的量子纠缠光纤陀螺仪,得到突破散粒噪声极限的实验测量结果,但并未给出光量子态经历光纤陀螺各环节的具体演变过程。因此,针对Fink的光路结构,首次对量子纠缠光纤陀螺仪中量子态及算符的动力学演变以及相位检测灵敏度进行了理论分析,证实该光路结构基本上可达到2002态量子纠缠光纤陀螺仪的海森堡极限,同时研究发现,Fink的光路结构由于感生双折射引起的相位误差寄生在Sagnac相移中,实际上是一种偏振非互易性光路结构,会严重削弱相位检测灵敏度。基于此,设计了一种具有偏振互易性的量子纠缠光纤陀螺仪光路结构,光子源为非共线型自发参量向下转换(SPDC)产生的正交偏振纠缠光子对,线圈中的光量子态为i(1_(CCM-H))1_(CW-H)1_(CW-V))/√2理论研究证明,该结构不存在任何偏振非互易性相位误差。

量子纠缠带来的科学思考

实验证明贝尔不等式不成立,隐变量不存在,量子力学是非定域的。但这并不表明爱因斯坦追求的实在论是错误的,量子现象背后的物理实在不存在。隐变量不存在,表明爱因斯坦为量子客体的位置不确定性所找的原因需要重新考虑。爱因斯坦反对哥本哈根位置不确定性来源于量子客体的“本性”是对的。微观客体不是“点”,有一定的空间发布,量子客体位置不确定性来源于其空间分布和场物质密度分布,这才是量子客体位置不确定性的真实来源。双四维时空协变量子力学基础对此有很全面的论述。

基于RPYS的诺贝尔物理学奖核心研究领域历史源流探析——以量子纠缠为例

诺贝尔奖是对重大创新研究成果的最高认可,不仅是对科学家职业生涯巅峰成就的权威承认,更是特定科学研究领域重大突破的重要标志。本文从不同于传统文献计量方法的视角出发,利用近年来新兴的引文出版年图谱分析工具(RPYS),以Web of science核心合集中量子纠缠领域的9300篇相关文献,累计128857条参考文献为样本,对量子纠缠领域的历史源流进行梳理,具体分析了其历史根源文献和演进历程。研究表明,量子纠缠领域的历史演进共经历了探索-发展-应用三个阶段;探析出该领域20篇重要历史根源文献,期间海森堡(Heisenberg W)、爱因斯坦(Einstein A)、薛定谔(Schrodinger E)等人对该领域的演进起到了重要的推动作用;美国、奥地利和德国是该领域早期发展过程中的重要国家。

从量子纠缠角度重审多囊卵巢综合征病因的异质性:自我打压学说

多囊卵巢综合征(polycystic ovary syndrome,PCOS)是一种复杂的异质性疾病,病因及发病机制复杂多样。量子力学的本质是量子纠缠。人体内环境中的各种成分如细胞、间质、离子、细胞因子及水分子之间的关系,即类同于量子与量子的关系。外部压力或内环境自我打压,导致人体内量子纠缠态失衡,进而致病。全身系统的低度炎症状态、神经内分泌的炎症浸润、环境毒物的损伤、肠道菌群紊乱的炎症激惹、中医能量经络的阻滞以及情绪卡点等,本质根源都是自我打压。因此,关于PCOS发生的病因,不管是神经、代谢、内分泌、压力、毒物等,根据量子力学的观点,其病理生理学特征的共性为自我打压。

量子纠缠与时空结构

众所周知,自然界中存在着四种基本相互作用,分别为强相互作用、弱相互作用、电磁相互作用与引力相互作用。然而,前三者可以在量子力学的框架下自洽,只有特殊的引力相互作用尚未与其他相互作用统一。因此,追求引力的量子化是现代物理学最迫切和首要的目标。物理学家们发现,可以利用量子场论的方法来研究引力理论。在这过程中,我们发现量子纠缠、几何以及时空定域性之间的关系,这似乎暗示了通往量子引力的研究方向。通过量子纠缠,我们希望进一步探索量子引力领域,为引力的量子化找到一个突破口,从而发现时空的本质。文章简要回顾量子纠缠熵的历史发展,并讨论纠缠熵与几何之间的关系。

超级里德伯原子间的稳态关联集体激发与量子纠缠

处于同一偶极阻塞区域的里德伯原子系综可以看作一个超级原子,如果它们被捕获在两个不同的光偶极阱中,那么每一个光偶极阱中的子原子系综可以看作为一个亚超级原子.由于这两个亚超级原子共享不超过一个激发的里德伯原子,所以它们会强烈地关联起来.本文研究这两个里德伯亚超级原子的稳态关联集体激发特性和量子纠缠行为.结果表明原子数目带来的影响非常明显:里德伯亚超级原子越大(包含原子数目越多),集体激发概率越大;最大纠缠只发生在等大的两个里德伯亚超级原子之间.通过增加原子数目,可以实现介观领域的量子纠缠,对量子-经典对应的研究以及量子信息处理有着重要的作用.

量子纠缠科研平台反哺实验教学的探索

量子纠缠是量子信息处理中一种重要的物理资源,其广泛应用于量子通信、量子计算、量子精密测量等领域。本文介绍了一种基于线性光学系统的量子纠缠科研平台,该平台可以实现双光子偏振纠缠态的制备、操控和测量。作者在开展科研活动的同时,秉持科研反哺实验教学的理念,对科研实验做了教学化设计和改造,开发了两项适用于本科教学的实验项目:量子纠缠态制备和纠缠特性测量。这是提升课程高阶性、培养学生创新实践能力的有效探索和尝试。

光晶格中极性分子链的量子纠缠

极性分子受到外电场作用,其分子轴将绕电场方向在一定范围内振荡,形成摆动态.通过选择能级最低的磁量子数M=0的两个摆动态作为量子比特,研究了囚禁在一维光晶格中的分子链的量子纠缠.计算了共生纠缠度、全局纠缠度与和电场强度、永久偶极矩、转动常数、偶极–偶极相互作用及温度等有关的3个无量纲变量之间的关系,从而阐明了极性分子链的量子纠缠的特点.

量子纠缠——鬼魅般的超距作用

通过左右鞋子的例子,介绍了量子纠缠和EPR佯谬的由来,在隐变量理论与量子力学之间的争论中,引出贝尔不等式,以及三位诺贝尔奖得主为验证贝尔不等式作出的贡献。最后,对量子纠缠的未来发展进行展望。

中国科学技术大学成功实现最大规模的51比特量子纠缠态制备

中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与北京大学袁骁合作,成功实现了51个超导量子比特簇态制备和验证,刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录,并首次实现了基于测量的变分量子算法的演示。该工作将各个量子系统中真纠缠比特数目的纪录由原先的24个大幅突破至51个,充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性,对于多体量子纠缠研究、大规模量子算法实现以及基于测量的量子计算具有重要意义。相关研究成果于7月12日在线发表在国际学术期刊《自然》杂志上。

从激光测距到量子纠缠光子对测距

激光测距通过测量激光往返目标的单光子飞行时间与时钟之差来计算目标的距离,针对该技术目前已经有比较成熟的研究成果,因而激光测距技术在地面、地卫、地月测距上均有应用。量子纠缠光子对测距通过对一个在卫星与目标之间往返的纠缠光子与另一个纠缠光子之间的符合计数,经过数据拟合获得往返目标的飞行时间差。由于纠缠光子对是同时产生,所获得的测距结果从原理上就比包括激光测距在内的所有测距方法要高。目前,针对量子纠缠光子对测距已进行了十几年的理论研究,但实际应用才刚刚开始。主要对激光测距与量子纠缠光子对测距的原理、系统结构、设备与装置及其关键技术进行综述,同时对激光雷达和量子雷达以及与测距相关的研究进行了综述,分析了它们各自的特点,对比了其中的相似之处与不同之处,为量子纠缠光子对测距及定位导航提供了理论依据,并在此基础上对未来量子测距及定位导航领域的发展进行了展望。

玻色玻色-爱因斯坦凝聚体中三体和四体相互作用对自旋压缩和量子纠缠的影响研究

自旋压缩和量子纠缠在量子信息处理中有着极为重要而广泛的应用,因此利用玻色-爱因斯坦凝聚中的多体相互作用产生自旋压缩和量子纠缠具有重要意义。研究了玻色-爱因斯坦凝聚的密度较大时,三体相互作用和四体相互作用对自旋压缩和量子纠缠的影响,利用短时近似解析计算了自旋压缩参数和两种不同的纠缠参数。结果表明:在动力学过程中,三体相互作用和四体相互作用能诱导产生自旋压缩和量子纠缠;且四体相互作用比三体相互作用能产生更强的自旋压缩和更好的量子纠缠。

2022年度热词之量子纠缠

2022年最受关注的科技词汇一定是“量子纠缠”,根据百度指数显示,“量子纠缠”一词自10月3日开始,搜索量、相关资讯量激增,最高达到了100660;微博指数显示,10月6日量子纠缠热搜指数最高,达到了421843,环比增长393.02%;而在抖音短视频平台,知名科普作家严伯钧的一条科普“量子纠缠”的视频,达到152万点赞、10万讨论、11万收藏和16万转发。

我国实现世界最大规模51比特量子纠缠态制备

近日,中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院潘建伟、朱晓波、彭承志等组成的研究团队与北京大学袁骁合作,成功实现了51个超导量子比特簇态制备和验证,刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录,并首次演示了基于测量的变分量子算法。该工作将各个量子系统中真纠缠比特数目的纪录由原先的24个大幅突破至51个,充分展示了超导量子计算体系优异的可扩展性,对于研究多体量子纠缠、实现大规模量子算法以及基于测量的量子计算等具有重要意义。相关研究成果近日在线发表在国际学术期刊《自然》杂志上。