Emergence of the Macroscopic Quantum Superposition State in Microtubules

Many researchers conceive communication in Microtubules (MTs), and established theoretical models to show both classical and quantum information processing. In this paper, we studied the usually neglected interactions between the electronic dipole of water molecules in microtubules and the quantized electromagnetic radiation field. We find that the emergence collective coherent radiation, and it can turn into macroscopic quantum superposition state when passing through MTs. This could have a fundamental role in the quantum information processing.

一种新型的两态叠加多模Schrdinger猫态光场的等阶N次方Y压缩

本文根据量子力学的线性叠加原理，构造了由多模（即q模时目平态的相反态|｛｛－Zj｝〉q及多模虚相干态|｛｛－Zj｝〉q这两者的线性叠加所组成的一种新型的多模Schrodinger猫态光场利用新近建立的多模压缩态理论，研究了态的N次方Y压缩效应,结果发现：①当压缩阶数N＝Zp且p＝2m（m＝1，2，3，…，…）时，态。总是恒处于N－Y最小测不准态；②当压缩阶数N＝2p且p＝2m＋1（m＝0，1，2，3，…，…）时，如果各模的初始相位，态间的初始相位差以及各单模相干态光场的平均光子数之总和等满足一定的量子化条件，则态可呈现出周期性变化的、任意阶的N次方Y压缩效应；③当压缩阶数N＝2P＇＋1时，无论p＇＝2m（m＝0，1，2，…，…）还是p＇＝2m＋1（m＝0，1，2，3，…，……），只要各模的初始相位满足一定的量子条件，则当两态叠加几率幅满足时，态就恒处于N－Y测不准态，始终不呈现N－Y最小测不准态和N次方Y压缩；而当时，态始终不呈现N－Y测不准态、N－Y最小测不准态和N次方Y压缩效应．

第Ⅶ类两态叠加多模叠加态光场的偶数阶等阶N次方Y压缩

本文构造了由多模相干态 |{Zj}〉q与多模虚相干态的相反态 |{-i Zj}〉q这两者的线性叠加所组成的第 类两态叠加多模叠加态光场 |ψ(2 )7〉q.利用多模压缩态理论 ,研究了态|ψ(2 )7〉q 的偶数阶等阶 N次方 Y压缩特性 .结果发现 :在压缩阶数 N =2 p、并且 P=2 m+1( m=0 ,1 ,2 ,3 ,… ,… )的条件下 ,如果各模的初始相位 φj( j=1 ,2 ,3 ,… ,q)、态间的初始相位差与各单模相干态光场的平均光子数之和 [( θ(R)pq -θ(I)nq) + qj =1R2j]等分别满足一定的取值条件 ,则在这种情况下态 |ψ(2 )7〉q可呈现出周期性变化的偶数阶等阶 N次方 Y压缩效应 .

第Ⅰ种非对称两态叠加多模叠加态光场的偶数阶等阶N次方Y压缩

本文利用多模压缩态理论 ,研究了第 种非对称两态叠加多模叠加态光场 |Ψ(ab) 〉q的偶数阶等阶 N次方 Y压缩特性 .结果发现 :在压缩阶数 N取偶数情况下 ,只要构成态 |Ψ(ab) 〉q的两个量子光场态的强度 (即平均光子数 )不相等 ,则当各模的初始相位φ(a)j 、φ(b)j ( j=1 ,2 ,3 ,… ,q)、态间的初始相位差 ( θ(b I)pq -θ(a R)nq )以及与上述的两个量子光场态相对应的各单模相干态光场的光子干涉项之和 qj =1[R(a)j R(b)j cos( φ(a)j -φ(b)j ) ]等满足一定条件时 ,态 |Ψ(ab) 〉q 可呈现出周期性变化的、任意偶数阶的等阶 N次方 Y压缩效应 .

受量子相位调制的两态叠加多模叠加态光场的广义非线性等阶N次方Y压缩

本文根据量子力学中的线性叠加原理 ,构造了由受量子相位调制的多模 (即 q模 )虚相干态 |{im1 Zj}〉q及其相反态 |{- im2 Zj}〉q这两者的线性叠加所组成的一种新型的两态叠加多模叠加态光场 |ψ( 2 )m1 ,m2 〉q.利用新近建立的多模压缩态理论 ,详细研究了态 |ψ( 2 )m1 ,m2 〉q的广义非线性等阶 N次方 Y压缩特性 .结果发现 :1 )无论态间的初始相位差 (θm2 - θm1 )、各模的初始相位 φj、腔模总数 q、压缩参量 Rj以及两态叠加的几率幅 rm1 和 rm2 等取何值 ,无论压缩阶数N取奇还是取偶 ,只要相位调制因子 m1和 m2 与压缩阶数 N的关系满足一定的量子化条件 ,态 |ψ( 2 )m1 m2 〉q就恒处于等阶 N- Y最小测不准态 .2 )当态间的初始相位差 (θm2 - θm1 )在态间压缩区 [2 kθπ-π/ 2 + qj =1{R2jsin[(m2 - m1)π/ 2 ]},2 kθπ+π/ 2 + qj =1{R2jsin[(m2 - m1)π/ 2 ]}]内取值时 ,无论压缩阶数 N取奇还是取偶 ,只要相位调制因子 m1和 m2 与 N的关系式以及各模的初始相位φj等满足一定的量子化条件 ,态 |ψ( 2 )m1 ,m2 〉q就可呈现出周期性变化的 ,任意阶的等阶 N次方 Y压缩效应 .3)利用相位调制因子 m1、m2 与压缩阶数 N之间的解析关系式 ,可直接确定出 |ψ( 2 )m1 m2 〉q呈现等阶 N次方 Y压缩效应时的压?

第Ⅲ及第Ⅳ类两态叠加多模叠加态光场的等阶N次方Y压缩与等阶N次方H压缩——兼论“相似压缩”与“压缩简并”现象

本文根据量子力学中的线性叠加原理 ,分别构造了由多模 (即 q模 )相干态 | { Zj}〉q与多模真空态 | { 0 j}〉q以及由多模相干态的相反态 | { -Zj}〉q与多模真空态 | { 0 j}〉q等的线性叠加所组成的第 及第 类两态叠加多模叠加态光场 | ψ( 2 )+ ,3〉q和 | ψ( 2 )- ,4 〉q.利用新近建立的多模压缩态理论 ,首次对态 | ψ( 2 )+ ,3〉q及态 | ψ( 2 )- ,4 〉q的广义非线性等阶 N次方 Y压缩和等阶 N次方 H压缩特性进行了详细研究 .结果发现 :1 )态 | ψ( 2 )+ ,3〉q 及态 | ψ( 2 )- ,4 〉q是两种典型的多模非经典光场 ,当各模的初始相位 φj(j=1 ,2 ,3 ,… ,q)或者各模的初始相位和 qj =1φj以及态间的初始相位差 (θ( R)± -θ( 0 )± )等分别满足一些特定的量子化条件时 ,态 | ψ( 2 )+ ,3〉q 及态 | ψ( 2 )- ,4 〉q均可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶 N次方 Y压缩效应和等阶 N次方 H压缩效应 ;2 )当组成态 |ψ( 2 )+ ,3〉q及态 |ψ( 2 )- ,4 〉q 的各对应复几率幅不相等亦即 C( R)+ ≠ C( R)- 和 C( 0 )+ ≠ C( 0 )- 时 ,态 |ψ( 2 )+ ,3〉q及态 |ψ( 2 )- ,4 〉q这两者的压缩条件和压缩特征虽然相同 ,但其压缩幅度 (即压缩程度和压缩深度 )却不相等 ,这种现象称为“相似压缩”;3 )当组成态 | ψ(

第Ⅵ类两态叠加多模叠加态光场的等阶N次方Y压缩特性研究

本文构造了由多模相干态｜｛Ｚj｝〉q与多模虚相干态｜｛iZj｝〉q这两者的线性叠加所组成的第Ⅵ类两态叠加多模叠加态光场｜Ψ（２）６〉q。利用多模压缩态理论，研究了态｜Ψ（２）６〉q的广义非线性等阶N次方Y压缩特性。结果发现：1)在压缩阶数N＝2p且p＝2l(l＝1，2，3，…，…)的条件下，无论各模的初始相位φj(j＝1，2，3，…，q)、态间的初始相位差(θ（Ｒ）pq－θ（Ｉ）pq)以及各单相干态光场的平均光子数之和qj＝1Rj等如何变化，态｜ψ（２）６〉q总是恒处于偶数阶等阶NY最小测不准态。2)在压缩阶数N＝2p且p＝2l＋１（l＝0，1，2，3，…，…)的条件下，当各模的初始相位φj、态间的初始相位差(θ（Ｒ）pq－θ（Ｉ）pq)以及各单模相干态光场的平均光子数之和qj＝1R２j等分别满足一定的量子化条件(或者在特定的区间内连续取值)时，态｜ψ（２）６）q的第一及第二这两个正交分量总可分别呈现出周期性变化的偶数阶的等阶N次方Y压缩效应.

第V类两态叠加多模叠加态光场的广义非线性等阶N次方Y压缩

本文构造了由多模真空态 |{ 0 j}〉q和多模虚相干态的相反态 |{ -i Zj}〉q 这两者的线性叠加所组成的第 V类两态叠加多模叠加态光场 |ψ( 2 )5〉q.利用多模压缩态理论 ,研究了态 |ψ( 2 )5〉q的广义非线性等阶 N次方 Y压缩特性 .结果发现 :1 )态 |ψ( 2 )5〉q 是一种典型的多模非经典光场 ;无论压缩阶数 N取奇还是取偶 ,只要各模的初始相位φj( j=1 ,2 ,3 ,… ,… ,q)和态间的初始相位差 (θ( I)nq-θ( o)oq )等满足一定的取值条件 ,态 |ψ( 2 )5〉q 总可呈现出周期性变化的、任意奇数阶和任意偶数阶的广义非线性等阶 N次方 Y压缩效应 .2 )态 |ψ( 2 )5〉q所分别呈现的任意奇数阶和任意偶数阶的等阶 N次方 Y压缩效应 ,其压缩条件、压缩特征以及压缩程度和压缩深度等各不相同 .3 )无论压缩阶数 N取奇还是取偶 ,态 |ψ( 2 )5〉q的第一和第二这两个正交分量的等阶N次方

第Ⅴ类两态叠加多模叠加态光场的等阶N次方H压缩特性研究

本文构造了由多模真空态 |{ 0 j}〉q和多模虚相干态的相反态 |{ - i Zj}〉q这两者的线性叠加所组成的第 类两态叠加多模叠加态光场 |ψ( 2 )5〉q,利用多模压缩态理论详细研究了态|ψ( 2 )5〉q的广义非线性等阶 N次方 H压缩特性 .结果发现 :1 )态 |ψ( 2 )5〉q是一种典型的多模非经典光场 ;无论腔模总数 q与压缩阶数 N这两者之积 q· N取奇还是取偶 ,只要各模的初始相位之和 qj =1φj、态间的初始相位之差 (θ( I)nq- θ( o)0 q )等满足一定的量子化条件 ,态 |ψ( 2 )5〉q 总可分别呈现出周期性变化的、任意的奇数模 -奇数阶、奇数模 -偶数阶、偶数模 -偶数阶和偶数模 -奇数阶这四种不同形式的等阶 N次方 H压缩效应 .2 )上述四种不同形式的等阶 N次方 H压缩效应 ,其态间压缩条件完全相同 ,但模间压缩条件完全不同 ,结果使其压缩幅度、压缩结果和压缩特性等各不相同 .3 )无论 q· N取奇还是取偶 ,态 |ψ( 2 )5〉q的第一和第二这两个正交分量的等阶 N次方

一种新型的两态叠加MSCS光场的广义非线性等阶N次方H压缩

本文利用新近建立的多模压缩态理论 ,详细研究了一种新型的两态叠加多模薛定谔猫态 (即 MSCS)光场 |ψ( 2 ) 〉q 的广义非线性等阶 N次方 H压缩效应 .结果发现 :1态 |ψ( 2 ) 〉q是一种典型的非经典光场 ;当压缩阶数 N与腔模总数 q这两者之积为偶数 ,即 q N =2 p,并且p为奇数亦即 p=2 m′+ 1 ( m′=0 ,1 ,2 ,3,… ,… )时 ,如果各模的初始相位和 qj =1φj、态间的初始相位差 (θ( I)pq-θ( R)nq )、各多模相干态光场的总的平均光子数 qj =1R2j等满足一定的量子化条件(或者当 qj =1R2j 在总的平均光子数 qj =1R2j 的一系列压缩区内连续取值时 ) ,态 | ψ( 2 )〉q 总可呈现出周期性变化的、任意阶的广义非线性等阶 N次方 H压缩效应 .2态 | ψ( 2 )〉q的第一及第二两个正交分量 ,其压缩结果 (亦即压缩程度和压缩深度 )完全相同 ,但压缩条件不同 ;两者的等阶 N次方 H压缩效应呈现出周期性的互补关系 .3与文献 1 6相比 ,本文所研究的态 | ψ( 2 )〉q的等阶 N次方 H压缩效应是比其等阶 N次方 Y压缩效应更高阶的广义非线性等阶高阶压缩效应 .

一种新型的两态叠加多模叠加态光场的广义非线性等阶N次方H压缩

本文根据量子力学中的线性叠加原理 ,构造了由多模 (即 q模 )相干态的相反态 | {-Zj}〉q及多模虚相干态的相反态 | {-iZj}〉q 这两者的线性叠加所组成的一种新型的两态叠加多模叠加态光场 | ψ(2 )msc〉q 利用新近建立的多模压缩态理论 ,详细研究了态 | ψ(2 )msc〉q 的广义非线性等阶N次方H压缩特性 结果发现 :1 )当压缩阶数N与腔模总数q这两者之积为偶数 ,亦即当q·N =2 p且p =2m (m =1 ,2 ,3,… ,… )时 ,态 | ψ(2 )msc〉q恒处于等阶N H最小测不准态 ;2 )当q·N =2 p且 p =2m′+ 1 (m′ =0 ,1 ,2 ,3,… ,… )时 ,如果各模的初始相位之和 qj=1φj、态间的初始相位差 (θ(I)nq-θ(R)nq)、各多模相干态光场的总的平均光子数 qj=1R2 j以及 [(θ(I)nq -θ(R)nq) + qj=1R2 j]等满足一定的量子化条件时 ,态 | ψ(2 )msc〉q 总可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶N次方H压缩效应 ;3)当压缩阶数N与腔模总数 q这两者之积为奇数时 ,亦即当 q·N =2 p + 1时 ,无论 p =2m(m =0 ,1 ,2 ,3,… ,… )还是 p =2m′ + 1 (m′ =0 ,1 ,2 ,3,… ,… ) ,只要各模初始相位之和 qj =1φj满足一定的量子化条件 ,则当两态叠加几率幅满足r(R)nq =r(I)nq 时 ,态 | ψ(2 )msc〉q 就恒处于N

一种新型的两态叠加多模叠加态光场的广义非线性等阶N次方Y压缩

本文根据量子力学中的线性叠加原理 ,构造了由多模 (即 q模 )相干态的相反态 | {- Zj}〉q及多模虚相干态的相反态 | {- i Zj}〉q这两者的线性叠加所组成的一种新型的两态叠加多模叠加态光场 | ψ( 2 )msc〉q.利用新近建立的多模辐射场的广义非线性等阶高阶压缩理论 ,研究了态| ψ( 2 )msc〉q的广义非线性等阶 N次方 Y压缩特性 .结果发现 ,1 )当压缩阶数 N=2 P且 P=2 m( m=1 ,2 ,3,… ,… )时 ,态 |ψ( 2 )msc〉q恒处于 N - Y最小测不准态 ;2 )当 N =2 P且 P=2 m′+ 1 ( m′=0 ,1 ,2 ,… ,… )时 ,如果各模的初始相位φj、态间的初始相位差与各单模相干态光场的平均光子数之和 qj =1R2j即 [( θ( R)nq - θ( I)nq) - qj =1R2j]满足一定的量子化条件 ,态 | ψ( 2 )msc〉q 可呈现周期性变化的、任意阶的等阶 N次方 Y压缩效应 ;3)当 N为奇数时 ,态 | ψ( 2 )msc〉q在一定条件下恒处于 N-Y测不准态 ;4)态 |ψ( 2 )msc〉q与文献 2 1中的态 |ψ( 2 ) 〉q出现部分压缩简并现象 。

多模虚共轭相干态与多模真空态组成的叠加态光场的等阶N次方H压缩

构造了由多模虚共轭相干态 |{ i Z*j }〉q与多模真空态 |{ 0 j}〉q两者的线性叠加所组成的两态叠加多模叠加态光场 |{ Ψ(2 )p }〉q.利用多模压缩态理论 ,首次对该态的等阶 N次方 H压缩特性进行了详细研究 .结果发现 :态 |{Ψ(2 )p }〉q是一种典型的多模非经典光场 ,它可呈现出周期性变化的、任意阶的等阶 N次方 H压缩效应 .

第Ⅵ类两态叠加多模叠加态光场的广义非线性等阶N次方H压缩

本文根据量子力学中的线性叠加原理 ,构造了由多模相干态 |{ Zj}〉q与多模虚相干态|{ i Zj}〉q这两者的线性叠加所组成的第 类两态叠加多模叠加态光场 |φ(2 )6〉q.利用多模压缩态理论 ,研究了态 |φ(2 )6〉q 的广义非线性等阶 N次方 H压缩特性 .结果发现 :1 )在腔模总数 q与压缩阶数 N这两者之积取偶数亦即 q N=2 p的条件下 ,如果 p=2 l(l=1 ,2 ,3 ,… ,… ) ,则无论各模的初始相位和 qj =1φj、态间的初始相位差 (θ(R)pq - θ(I)pq)以及各单模相干态光场的平均光子数之和 qj =1R2j 等如何变化 ,态 |φ(2 )6〉q总是恒处于等阶 N - H最小测不准态 .2 )在 q N =2 p的条件下 ,如果 p =2 l+1 (l=0 ,1 ,2 ,3 ,… ,… ) ,则当 qj =1φj、(θ(R)pq -θ(I)pq)、 qj =1R2j、[(θ(R)pq -θ(I)pq) - qj =1R2j]等分别满足一定的量子条件 (或者在一些特定的闭区间内连续取值 )时 ,态 |φ(2 )6〉q 总可呈现出周期性变化的等阶 N次方 H压缩效应 .

第I种非对称两态叠加多模叠加态光场的任意不等阶Y压缩

利用多模压缩态理论研究了第 种非对称两态叠加多模叠加态光场 |ΨIab〉q 的任意不等阶 Nj次方 Y压缩特性 .结果发现 :对于任意压缩阶数 Nj,态 |ΨI(ab)〉q 在一定条件下总可呈现出任意不等阶 Nj次方 Y混合压缩效应 ,但在某一压缩阶数区域内并不一定呈现压缩效应 ;压缩阶数 Nj满足特定条件 ( Nj=4mj;4mj+1 ;4mj+2 ;4mj+3 ,其中 j=1 ,2 ,3 ,… ,…q)时的不等阶 Nj次方 Y压缩效应仅仅是本文的理论结果在 Nj在某一特定条件下的特例 .

一种强度不等的新型两态叠加多模叠加态光场的等阶N次方Y压缩效应

本文构造了由多模虚共轭相干态 |{ i Z(a) *j }〉q与多模虚共轭相干态的相反态|{ -i Z(b) *j }〉q这两者的线性叠加所组成的一种强度不等的新型两态叠加多模叠加态光场|Ψ(ab) 〉q.利用多模压缩态理论 ,对态 |Ψ(ab) 〉q的等阶 N次方 Y压缩特性进行了详细研究 .结果发现 :该态在一定条件下可呈现出周期性变化的任意奇数阶和任意偶数阶的等阶 N次方 Y压缩效应 ,而在特殊条件下 ,则呈现出等阶 N次方

强度不等的非对称叠加态的等幂次和压缩

文章构造了由多模虚共轭相干态│iZj(a) 〉q与多模虚共轭相干态的相反态│-iZj(b) 〉q线性叠加所组成的一种强度不等的非对称两态叠加多模叠加态光场│Ψ(ab)〉q。利用多模压缩态理论,研究了态│Ψ(ab)〉q的等幂次N次方H压缩特性。结果表明:(1)在Zj(a)≠Zj(b)的情况下,无论腔模总数q与压缩幂次N这两者之积q·N取奇还是取偶,态│Ψ(ab)〉q在一定条件下总可呈现出周期性变化的等幂次N次方H压缩效应。(2)在Zj(a)=Zj(b)且q·N取奇数的条件下,态│Ψ(ab)〉q将呈现出等幂次N次方H压缩简并现象。

态|Ψ_n^((2))〉_q的广义非线性等阶N次方H压缩效应

构造了一种新型的多模叠加态 |Ψ(2 )n 〉q=C(R)n |{ -i Z*j }〉q+C(0 )n |{ 0 j}〉q;并首次详细地研究了此量子态的等阶 N次方 H压缩特性 .大量的计算和分析表明 :态 |Ψ(2 )n 〉q是一种多模典型的非经典光场 ;还发现了“相似压缩”

双模交叉克尔型耦合系统中宏观量子叠加态的制备

利用双模交叉克尔型耦合光力系统中的光机耦合来制备宏观量子叠加态.考虑二能级原子与单模光腔的强耦合相互作用,并引入单模光腔与单模机械振子间双模交叉克尔型耦合.通过分析发现交叉克尔效应可以放大机械振子的位移,并且当耦合系数趋近于机械振子的振动频率时,可以制备出机械振子的可区分宏观量子叠加态.

Quantum dynamics of an impurity-doped Bose–Einstein condensate system

We study the quantum dynamics of an impurity-doped Bose–Einstein condensate(BEC) system.We show how to generate the macroscopic quantum superposition states(MQSSs) of the BEC by the use of projective measurements on impurity atoms. It is found that the nonclassicality of MQSSs can be manipulated by changing the number of the impurities and their interaction with the BEC. It is shown that the BEC matter-wave field exhibits a collapse and revival phenomenon which reveals the quantum nature of the BEC matter-wave field. We investigate the micro-macro entanglement between the impurities and the BEC, and find enhancement of the micro-macro entanglement induced by the initial quantum coherence of the impurity atoms.