引言：易發(fā)表網(wǎng)憑借豐富的文秘實踐，為您精心挑選了九篇量子計算論文范例。如需獲取更多原創(chuàng)內(nèi)容，可隨時聯(lián)系我們的客服老師。

第1篇

資料數(shù)據(jù)庫具有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)化、冗余度低、程序與數(shù)據(jù)獨立性較高、能批量處理數(shù)據(jù)、易于擴(kuò)充和索引、易于編制應(yīng)用程序、同時可清晰表達(dá)SCL配置檔等優(yōu)點，故選用測量資料數(shù)據(jù)庫來完成SCL配置檔的數(shù)據(jù)建模，利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫的存儲、備份、恢復(fù)、并發(fā)控制等技術(shù)可有效地對數(shù)據(jù)進(jìn)行管理。借助數(shù)據(jù)庫技術(shù)，根據(jù)數(shù)據(jù)挖掘標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于數(shù)據(jù)模型的描述，把SCL檔提供的配置信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)、配置，導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫中，根據(jù)需要導(dǎo)出數(shù)據(jù)庫相關(guān)的信息，映射轉(zhuǎn)換成符合要求的配置檔，實現(xiàn)信息復(fù)用的目的。在數(shù)據(jù)庫中，表是數(shù)據(jù)信息存儲的基本結(jié)構(gòu)，表的設(shè)計可以決定顯示模塊和其他功能模塊從數(shù)據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)的方式。在采集編程描述信息SSD檔時，通過在數(shù)據(jù)庫中設(shè)計了一系列的表，以實現(xiàn)礦區(qū)測量數(shù)據(jù)存取、查詢、修改、備份和維護(hù)等基本功能。

2計算機(jī)ICD檔建表設(shè)計

ICD檔一般由廠商提供，供配置工具使用，由于ICD檔包含的信息量不小，在建表時，不可能將這些信息全都存放在數(shù)據(jù)庫中，這樣會影響數(shù)據(jù)庫的運行，所以數(shù)據(jù)庫的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)盡量簡潔，只需將必要的信息存儲在數(shù)據(jù)庫中，方便圖形顯示界面模塊調(diào)用數(shù)據(jù)。ICD檔包含的信息可分為標(biāo)記和數(shù)據(jù)兩部分，其中標(biāo)記部分的由數(shù)據(jù)挖掘標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，屬于靜態(tài)部分，不需要建表存儲在數(shù)據(jù)庫中；而數(shù)據(jù)部分則需要根據(jù)實際情況而定，屬于動態(tài)部分，也是數(shù)據(jù)庫的關(guān)鍵內(nèi)容，故需要建表存儲在數(shù)據(jù)庫中。

3XML與測量資料數(shù)據(jù)庫建立

編程自動化系統(tǒng)一般采用測量資料數(shù)據(jù)庫來管理編程中的相關(guān)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)庫中包含多張表，表中的數(shù)據(jù)都是以行和列的二維表形式組織在一起的，每行表達(dá)了一個唯一的數(shù)據(jù)記錄，列也稱為“字段”，表示數(shù)據(jù)的種類或?qū)傩浴８鞅碇g通過某種聯(lián)系關(guān)聯(lián)起來，組成我們需要的數(shù)據(jù)庫。為了實現(xiàn)互操作性和可擴(kuò)展性，數(shù)據(jù)挖掘標(biāo)準(zhǔn)通過采用面向?qū)ο蟮姆椒ń⒕幊淘O(shè)備的對象模型，定義了基于Client/Server的分層數(shù)據(jù)模型，數(shù)據(jù)對象描述方法及面向?qū)ο蟮姆?wù)。

4XML測量資料存儲系統(tǒng)構(gòu)建

目前，XML數(shù)據(jù)的存儲方式基本上可分為三類：檔系統(tǒng)、存儲管理器和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)方式中的基于測量資料數(shù)據(jù)庫的XML存儲管理是一種應(yīng)用比較廣泛的方法。根據(jù)存儲時是否使用XML模式，基于測量資料數(shù)據(jù)庫的XML存儲方法又能分為結(jié)構(gòu)映射和模型映射。不管采用哪種映射方法，都需要先對礦區(qū)測量資料進(jìn)行編碼。XML編碼是指對XML文檔樹的每個節(jié)點都按一定的算法進(jìn)行惟一性編碼，根據(jù)任兩個節(jié)點的編碼，能夠直接判斷這兩個節(jié)點之間是否有祖先、后代等結(jié)構(gòu)關(guān)系。目前已經(jīng)提出了多種XML編碼方案，如區(qū)域編碼、前綴編碼、素數(shù)編碼等。

5礦區(qū)測量資料查詢系統(tǒng)

建立測量資料查詢是礦區(qū)測量資料存儲的逆操作，是指從關(guān)系表中提取存儲在其中的數(shù)據(jù)和一些元數(shù)據(jù)，與相應(yīng)元素或?qū)傩砸黄鹬匦陆M成符合XML規(guī)范的形式。換句話說，查詢礦區(qū)測量資料是將散落在多個關(guān)系表中的數(shù)據(jù)重新整合，形成一個完整的XML。相對于XML存儲系統(tǒng)，XML查詢系統(tǒng)的設(shè)計較簡單。查詢系統(tǒng)需能恢復(fù)原礦區(qū)測量資料片斷的結(jié)構(gòu)和內(nèi)容，同時保證XML數(shù)據(jù)的完整性和一致性。設(shè)計的主要思想是通過獲取節(jié)點編號Num，在測量資料數(shù)據(jù)庫中查找對應(yīng)的關(guān)系模式表的信息，再將查詢的數(shù)據(jù)重新組合成XML文檔片斷。

6結(jié)語

第2篇

電子地圖條件下的載負(fù)量計算與傳統(tǒng)地圖載負(fù)量是不同的，主要表現(xiàn)在兩個方面。1)無須將面積載負(fù)量轉(zhuǎn)換為數(shù)值載負(fù)量。傳統(tǒng)制圖條件下，通常將面積載負(fù)量轉(zhuǎn)換為數(shù)值載負(fù)量，J．庫曼斯坦建議用“點”作為數(shù)值載負(fù)量的評定指標(biāo)。對于點狀地物，一個獨立地圖即一個點;對于線狀地物，圖上1cm長的線狀地物即一個點;對于面狀地物，圖上1cm2即一個點。利用該標(biāo)準(zhǔn)，可以很容易地統(tǒng)計出紙張地圖上“點”的數(shù)量。而在電子地圖條件下，所有類型地物要素都是通過像素來進(jìn)行表達(dá)的，利用電子地圖軟件程序可以很方便地計算出點、線、面及注記要素所占的像素個數(shù)或區(qū)域面積。因此，電子地圖條件下可以直接計算面積載負(fù)量。2)符號的最小尺寸。傳統(tǒng)地圖是目視圖形，地圖符號的形狀與大小直接影響地圖載負(fù)量的大小。一般規(guī)定，紙張地圖中最細(xì)的線粗為0．1mm，最小的要素間距為0．2mm，這樣才符合人眼的生理辨別能力。電子屏幕環(huán)境下，由于屏幕閃爍和光線的刺激，電子地圖上符號最小尺寸要大于紙質(zhì)地圖上符號最小尺寸才能滿足地圖的清晰易讀，文獻(xiàn)［8］依據(jù)制圖經(jīng)驗提出了電子屏幕下符號大小應(yīng)為紙質(zhì)環(huán)境的2．5～3倍。因此，基于上述不同及地圖載負(fù)量的特點，在進(jìn)行電子地圖載負(fù)量計算時，應(yīng)顧及以下條件。1)點要素面積載負(fù)量，由點要素符號面積和注記面積組成。2)線要素面積載負(fù)量，由線符號面積和注記面積組成。3)色彩填充的面要素，其面積載負(fù)量由邊線面積和注記面積組成;圖案填充面要素，其面積載負(fù)量即為其面積和注記面積之和。4)電子地圖情況下，最細(xì)的線符號為0．3mm，最小的地物間距為0．6mm。5)所有要素的面積載負(fù)量最終應(yīng)轉(zhuǎn)換為要素所占屏幕像素個數(shù)與屏幕像素總和之比。1．點要素面積載負(fù)量計算依據(jù)點要素符號不重疊特征，將點要素的有效負(fù)載與符號空白位置再加上其注記面積，作為一個點要素的面積載負(fù)量。2．線要素面積載負(fù)量計算線狀地物要素依據(jù)其符號特征可以分為:①基本線性符號表達(dá)的線要素，如折線;②基本線符號組合表達(dá)的線要素，如平行線、虛線符號;③基本線符號加圖案配置型線要素，如河堤符號。式中，當(dāng)線符號為基本線型符號或基本線型組合符號時，線的寬度為線符號規(guī)定的寬度;當(dāng)線符號位基本線型符號加圖案配置型線符號時，線的寬度應(yīng)為線符號單元的整體寬度，見表2。3．面要素面積載負(fù)量計算電子地圖中的面要素通常采用的是:①面要素具有邊線或內(nèi)部色彩填充;②面要素具有邊線和內(nèi)部圖案填充;③點符號填充面符號。設(shè)某一電子圖幅內(nèi)(面積為S，單位為mm2)面要素集合為SAi(i=0，1，…，n)，Ai為一面要素。則圖幅內(nèi)該面要素集合的面積載負(fù)量見表3。當(dāng)面要素內(nèi)部填充為圖案時，注記在面內(nèi)部的不計算注記載負(fù)量。4．模型應(yīng)用流程上述電子地圖載負(fù)量計算模型可以直接應(yīng)用到電子地圖制作軟件或地理信息系統(tǒng)中，其應(yīng)用過程如圖1所示。在應(yīng)用中，可以將載負(fù)量計算模型做成一個軟件模塊或軟件包的形式，嵌入到系統(tǒng)軟件中。利用系統(tǒng)軟件的數(shù)據(jù)模型和空間數(shù)據(jù)庫，在確定好圖幅范圍后，抽取圖幅范圍內(nèi)的地理對象，這些地理對象也可能是經(jīng)過裁剪后的對象的一部分。利用對象的屬性獲得對象的符號表達(dá)信息和屬性，以及其他相關(guān)信息，利用這些信息可以確定載負(fù)量的計算方法，從而獲得指定圖幅內(nèi)的載負(fù)量。利用計算出的載負(fù)量值，可以進(jìn)行其他方面如制圖綜合、內(nèi)容選取等的應(yīng)用。

二、試驗

該試驗利用自主研發(fā)的“GIS綜合試驗系統(tǒng)”進(jìn)行了載負(fù)量計算模型的嵌入實現(xiàn)。選擇鄭州地區(qū)的4個不同區(qū)域，在同一比例尺下進(jìn)行電子地圖的繪制(如圖2所示)，并實時利用載負(fù)量計算模型得出4個不同區(qū)域內(nèi)電子地圖載負(fù)量的值。為了對比，將試驗區(qū)域內(nèi)的4幅電子地圖輸出成為BMP格式的圖像，并利用Photoshop軟件進(jìn)行色彩處理，獲得每幅圖像中非底色(白色)部分的像素個數(shù)(該部分為目標(biāo)顏色值)，除以圖像像素總個數(shù)，從而獲得每幅地圖的載負(fù)量。上述獲得的兩組載負(fù)量的值見表4。從表4可以看出，在圖2(a)中，模型計算方法獲得的載負(fù)量比色差識別法獲得的載負(fù)量要小，而圖(c)中模型計算方法獲得的載負(fù)量比色差識別方法計算的載負(fù)量要大。經(jīng)過分析，由于圖2(a)中含有面對象，而面的普染色在利用色差識別方法時將面要素的內(nèi)部填充色也作為要素載負(fù)量進(jìn)行了計算，但地圖學(xué)理論［2］中一般不將面要素的色彩填充作為地圖面積載負(fù)量，因此造成了圖2(a)中載負(fù)量的差值;圖2(c)中，由于沒有面要素內(nèi)部色彩被計算成載負(fù)量，而模型計算方法在計算過程中考慮了要素的空白位置，造成了模型計算方法計算的結(jié)果比色差識別法計算的結(jié)果值要略大，類似的情況在圖2(c)中也出現(xiàn)了。圖2(d)中由于面要素的區(qū)域稍大，而整體圖面內(nèi)要素數(shù)量較少，造成了利用色差識別法計算的載負(fù)量比模型計算方法計算的結(jié)果值稍大。

三、結(jié)束語

第3篇

現(xiàn)代等離子體物理第一卷，湍流等離子體物理動理學(xué)

數(shù)值相對論計算機(jī)求解愛因斯坦方程

物理學(xué)家的隨機(jī)過程理解噪聲系統(tǒng)

量子信息和糾纏性的哲理

環(huán)境流體力學(xué)進(jìn)展

聚合物的粘彈性力學(xué)基礎(chǔ)分子理論、實驗和模擬，第2版

天文問答指南

利用雙筒望遠(yuǎn)鏡探索太陽系的奧秘

藥物設(shè)計

生態(tài)恢復(fù)

花圖式

大腦中的語言

利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬感知

自然資源保護(hù)與管理中的分子方法

美容的神經(jīng)生物學(xué)

空間認(rèn)知與空間感知

評估自然資源

多媒體檢索數(shù)據(jù)管理

Event—B語言的建模

算法語言Scheme的第6次修訂報告

量子計算中的語義學(xué)技術(shù)

機(jī)械臂的自適應(yīng)控制統(tǒng)一無回歸矩陣方法

稀疏圖像信號處理

機(jī)械和電子工程

偉大的工程師們

隨機(jī)調(diào)度

復(fù)值數(shù)據(jù)的統(tǒng)計信號處理

移動機(jī)器人分析學(xué)的更多的進(jìn)展 第5屆國際ISAAC會議論文集

分析學(xué)的進(jìn)一步進(jìn)展 第6屆國際ISAAC會議論文集

線性算子方法 逼近與正則化

2008年Isehia群論會議文集

應(yīng)用數(shù)學(xué)和計算數(shù)學(xué)的前沿

計算科學(xué)的最近進(jìn)展

超流宏觀理論

高等凝聚態(tài)物理

量子雜談 微觀世界的魅力

從π介子到夸克 20世紀(jì)50年代的粒子物理學(xué)

非線性振動

非線性波

時間序列分析 社會科學(xué)家用的全面介紹

時間，空間，星系與人類 關(guān)于宇宙大爆炸的故事

彗星和生命起源

發(fā)現(xiàn)宇宙大爆炸)膨脹宇宙的發(fā)現(xiàn)

環(huán)境科學(xué)中的機(jī)器學(xué)習(xí)方法 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與核方法

世界上最大的濕地 生態(tài)與保護(hù)

有害污染物的科學(xué)管理

達(dá)爾文的短篇出版物1829—1883

物理生物學(xué) 從原子到醫(yī)學(xué)

達(dá)爾文筆記1836—1844

諾貝爾生理醫(yī)學(xué)獎專題講座2001—2005

陸蟹生物學(xué)

無標(biāo)記生物傳感技術(shù)以及應(yīng)用

傳感器與微系統(tǒng) 第13屆意大利學(xué)術(shù)報告會論文集

傳感器與微系統(tǒng) 第12屆意大利學(xué)術(shù)報告會論文集基本泛函分析

物理學(xué)及有關(guān)領(lǐng)域大學(xué)生用數(shù)學(xué)方法

伽羅瓦理論 第二版

變分法中的重積分

數(shù)論概要

解Pell方程

復(fù)雜的非線性 混沌、相變、拓?fù)渥兓吐窂椒e分

量子位勢論

導(dǎo)電物質(zhì)量子理論 超導(dǎo)

自旋 Poincare研討會2007

結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的現(xiàn)代試驗技術(shù)

結(jié)構(gòu)力學(xué)中的混沌

物質(zhì)結(jié)構(gòu)

激光材料加工原理 現(xiàn)代傳熱與傳質(zhì)技術(shù)

超快強(qiáng)激光科學(xué)的進(jìn)展 第四卷

相變材料 科學(xué)和應(yīng)用

分析系統(tǒng)動力學(xué) 建模與仿真

微極亞塑性顆粒狀物體中的剪切局部化

天線和望遠(yuǎn)鏡的建模與控制

將無人飛機(jī)系統(tǒng)集成到國家空域系統(tǒng)

動力學(xué)系統(tǒng)中的模型提取 用于移動機(jī)器人控制

臨床核磁共振成像及其物理學(xué) 指南

膠原蛋白 結(jié)構(gòu)和力學(xué)

大型渦流模擬的質(zhì)量及可靠性

信息系統(tǒng)開發(fā)、

移動多媒體廣播標(biāo)準(zhǔn) 技術(shù)與實踐

計算系統(tǒng)中的安全性

第4篇

（一）在建筑材料方面的應(yīng)用

水泥是重要的建筑材料之一。1993年，計算量子化學(xué)開始廣泛地應(yīng)用于許多水泥熟料礦物和水化產(chǎn)物體系的研究中，解決了很多實際問題。

鈣礬石相是許多水泥品種的主要水化產(chǎn)物相之一，它對水泥石的強(qiáng)度起著關(guān)鍵作用。程新等[1,2]在假設(shè)材料的力學(xué)強(qiáng)度決定于化學(xué)鍵強(qiáng)度的前提下，研究了幾種鈣礬石相力學(xué)強(qiáng)度的大小差異。計算發(fā)現(xiàn)，含Ca鈣礬石、含Ba鈣礬石和含Sr鈣礬石的Al-O鍵級基本一致，而含Sr鈣礬石、含Ba鈣礬石中的Sr，Ba原子鍵級與Sr-O，Ba-O共價鍵級都分別大于含Ca鈣礬石中的Ca原子鍵級和Ca-O共價鍵級，由此認(rèn)為，含Sr、Ba硫鋁酸鹽的膠凝強(qiáng)度高于硫鋁酸鈣的膠凝強(qiáng)度[3]。

將量子化學(xué)理論與方法引入水泥化學(xué)領(lǐng)域，是一門前景廣闊的研究課題，它將有助于人們直接將分子的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能聯(lián)系起來，也為水泥材料的設(shè)計提供了一條新的途徑[3]。

（二）在金屬及合金材料方面的應(yīng)用

過渡金屬(Fe、Co、Ni)中氫雜質(zhì)的超精細(xì)場和電子結(jié)構(gòu)，通過量子化學(xué)計算表明，含有雜質(zhì)石原子的磁矩要降低，這與實驗結(jié)果非常一致。閔新民等[4]通過量子化學(xué)方法研究了鑭系三氟化物。結(jié)果表明，在LnF3中Ln原子軌道參與成鍵的次序是：d＞f＞p＞s，其結(jié)合能計算值與實驗值定性趨勢一致。此方法還廣泛用于金屬氧化物固體的電子結(jié)構(gòu)及光譜的計算[5]。再比如說，NbO2是一個在810℃具有相變的物質(zhì)(由金紅石型變成四方體心)，其高溫相的NbO2的電子結(jié)構(gòu)和光譜也是通過量子化學(xué)方法進(jìn)行的計算和討論，并通過計算指出它和低溫NbO2及其等電子化合物VO2在性質(zhì)方面存在的差異[6]。

量子化學(xué)方法因其精確度高，計算機(jī)時少而廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中，并取得了許多有意義的結(jié)果。隨著量子化學(xué)方法的不斷完善，同時由于電子計算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)在材料科學(xué)中的應(yīng)用范圍將不斷得到拓展，將為材料科學(xué)的發(fā)展提供一條非常有意義的途徑[5]。

二、在能源研究中的應(yīng)用

（一）在煤裂解的反應(yīng)機(jī)理和動力學(xué)性質(zhì)方面的應(yīng)用

煤是重要的能源之一。近年來隨著量子化學(xué)理論的發(fā)展和量子化學(xué)計算方法以及計算技術(shù)的進(jìn)步，量子化學(xué)方法對于深入探索煤的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性之間的關(guān)系成為可能。

量子化學(xué)計算在研究煤的模型分子裂解反應(yīng)機(jī)理和預(yù)測反應(yīng)方向方面有許多成功的例子,如低級芳香烴作為碳/碳復(fù)合材料碳前驅(qū)體熱解機(jī)理方面的研究已經(jīng)取得了比較明確的研究結(jié)果。由化學(xué)知識對所研究的低級芳香烴設(shè)想可能的自由基裂解路徑，由Guassian98程序中的半經(jīng)驗方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的從頭計算方法和考慮了電子相關(guān)效應(yīng)的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法對設(shè)計路徑的熱力學(xué)和動力學(xué)進(jìn)行了計算。由理論計算方法所得到的主反應(yīng)路徑、熱力學(xué)變量和表觀活化能等結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)對比有較好的一致性，對煤熱解的量子化學(xué)基礎(chǔ)的研究有重要意義[7]。

（二）在鋰離子電池研究中的應(yīng)用

鋰離子二次電池因為具有電容量大、工作電壓高、循環(huán)壽命長、安全可靠、無記憶效應(yīng)、重量輕等優(yōu)點，被人們稱之為“最有前途的化學(xué)電源”，被廣泛應(yīng)用于便攜式電器等小型設(shè)備，并已開始向電動汽車、軍用潛水艇、飛機(jī)、航空等領(lǐng)域發(fā)展。

鋰離子電池又稱搖椅型電池，電池的工作過程實際上是Li+離子在正負(fù)兩電極之間來回嵌入和脫嵌的過程。因此，深入鋰的嵌入-脫嵌機(jī)理對進(jìn)一步改善鋰離子電池的性能至關(guān)重要。Ago等[8]用半經(jīng)驗分子軌道法以C32H14作為模型碳結(jié)構(gòu)研究了鋰原子在碳層間的插入反應(yīng)。認(rèn)為鋰最有可能摻雜在碳環(huán)中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子軌道法對摻鋰的芳香族碳化合物的研究表明，隨著鋰含量的增加，鋰的離子性減少，預(yù)示在較高的摻鋰狀態(tài)下有可能存在一種Li-C和具有共價性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子軌道計算法，對低結(jié)晶度的炭素材料的摻鋰反應(yīng)進(jìn)行了研究，研究表明，鋰優(yōu)先插入到石墨層間反應(yīng)，然后摻雜在石墨層中不同部位里[11]。

隨著人們對材料晶體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識和計算機(jī)水平的更高發(fā)展，相信量子化學(xué)原理在鋰離子電池中的應(yīng)用領(lǐng)域會更廣泛、更深入、更具指導(dǎo)性。

三、在生物大分子體系研究中的應(yīng)用

生物大分子體系的量子化學(xué)計算一直是一個具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，尤其是生物大分子體系的理論研究具有重要意義。由于量子化學(xué)可以在分子、電子水平上對體系進(jìn)行精細(xì)的理論研究，是其它理論研究方法所難以替代的。因此要深入理解有關(guān)酶的催化作用、基因的復(fù)制與突變、藥物與受體之間的識別與結(jié)合過程及作用方式等，都很有必要運用量子化學(xué)的方法對這些生物大分子體系進(jìn)行研究。毫無疑問，這種研究可以幫助人們有目的地調(diào)控酶的催化作用,甚至可以有目的地修飾酶的結(jié)構(gòu)、設(shè)計并合成人工酶；可以揭示遺傳與變異的奧秘,進(jìn)而調(diào)控基因的復(fù)制與突變，使之造福于人類；可以根據(jù)藥物與受體的結(jié)合過程和作用特點設(shè)計高效低毒的新藥等等，可見運用量子化學(xué)的手段來研究生命現(xiàn)象是十分有意義的。

綜上所述，我們可以看出在材料、能源以及生物大分子體系研究中，量子化學(xué)發(fā)揮了重要的作用。在近十幾年來，由于電子計算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)計算變得更加迅速和方便。可以預(yù)言，在不久的將來，量子化學(xué)將在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]程新.[學(xué)位論文].武漢:武漢工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,1994

[2]程新,馮修吉.武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報,1995,17(4):12

[3]李北星,程新.建筑材料學(xué)報,1999,2(2):147

[4]閔新民,沈爾忠,江元生等.化學(xué)學(xué)報,1990,48(10):973

[5]程新,陳亞明.山東建材學(xué)院學(xué)報,1994,8(2):1

[6]閔新民.化學(xué)學(xué)報,1992,50(5):449

[7]王寶俊,張玉貴,秦育紅等.煤炭轉(zhuǎn)化,2003,26(1):1

[8]AgoH,NagataK,YoshizawAK,etal.Bull.Chem.Soc.Jpn.,1997,70:1717

[9]AgoH,KatoM,YaharaAK.etal.JournaloftheElectrochemicalSociety,1999,146(4):1262

[10]SatoruK,MikioW,ShinighiK.ElectrochimicaActa1998,43(21-22):3127

[11]麻明友,何則強(qiáng),熊利芝等.量子化學(xué)原理在鋰離子電池研究中的應(yīng)用.吉首大學(xué)學(xué)報,2006,27(3):97.

第5篇

 

化學(xué)反應(yīng)微分截面的實驗測量能夠最細(xì)致地反映一個化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)特征，而通過求解在勢能面上運動的原子核的薛定諤方程來得到基元化學(xué)反應(yīng)的微分截面則是量子動力學(xué)理論計算的終極目標(biāo)。   在過去的幾十年間，經(jīng)過包括中科院大連化學(xué)物理研究所楊學(xué)明、張東輝等研究組在內(nèi)的科學(xué)家們的不懈努力，人們已經(jīng)基本解決了三原子化學(xué)體系的量子動力學(xué)難題，能夠定量地計算三原子體系的微分散射截面。然而，從三原子體系發(fā)展到更多更復(fù)雜的反應(yīng)體系，則是一個巨大的挑戰(zhàn)。作為向前發(fā)展第一步的四原子體系相對于三原子體系，體系的自由度從3增加到6，這意味著無論是勢能面的構(gòu)造還是散射動力學(xué)的計算，從難度到計算量都有巨大的增加。譬如，對于勢能面的計算，如果每個維度計算100個位點，那么四原子體系的6個自由度相對于三原子體系的3個自由度，所需計算的位點數(shù)量就增加了一百萬倍！而每個位點的能量計算、勢能面的擬合等的難度和計算量都因為原子核和電子數(shù)量增加而急劇增大，由此可知量子動力學(xué)理論計算從3原子體系發(fā)展到4原子體系，困難之大超乎想像。   H2 + OH → H2O + H反應(yīng)體系是四原子反應(yīng)體系的基本范例，是燃燒化學(xué)和星際化學(xué)中的重要反應(yīng)，其逆反應(yīng)則是選?；瘜W(xué)的研究樣板。在過去的幾年間，大連化物所楊學(xué)明、張東輝研究組對該反應(yīng)的同位素替代反應(yīng)HD + OH → H2O + D進(jìn)行了反應(yīng)動力學(xué)研究。理論上，他們發(fā)展出一套非常有效的含時波包方法，能夠?qū)α鶄€自由度的四原子反應(yīng)進(jìn)行精確的計算，同時用更精確的方法構(gòu)造了該反應(yīng)體系的勢能面，從而完成了該體系的第一個全維量子態(tài)分辨的動力學(xué)計算。實驗上，他們采用高分辨的交叉分子束—里德堡氘原子飛行時間譜方法測量了HD + OH → H2O + D在不同反應(yīng)能下的微分截面及其隨碰撞能的變化關(guān)系。實驗結(jié)果和理論計算結(jié)果高度吻合。   這是首次對一個四原子反應(yīng)體系的態(tài)-態(tài)微分截面取得理論和實驗高度吻合的研究結(jié)果，是分子反應(yīng)動力學(xué)研究的一個重要突破，也意味著大連化物所在分子反應(yīng)動力學(xué)領(lǐng)域繼續(xù)牢固占據(jù)著國際領(lǐng)先地位。   該項研究得到了科技部和國家自然科學(xué)基金委的資助，研究成果發(fā)表在7月22日出版的美國《科學(xué)》雜志上（Science 333，440(2011)）。（來源：中科院大連化學(xué)物理研究）

      碩士論文、職稱論文、醫(yī)學(xué)職稱畢業(yè)論文、、、，更多詳細(xì)信息請關(guān)注。   原文鏈接：《科學(xué)》摘要（英文）   英文摘要：   Quantum dynamical theories have progressed to the stage in which state-to-state differential cross sections can now be routinely computed with high accuracy for three-atom systems since the first such calculation was carried out more than 30 years ago for the H + H2 system. For reactions beyond three atoms, however, highly accurate quantum dynamical calculations of differential cross sections have not been feasible. We have recently developed a quantum wave packet method to compute full-dimensional differential cross sections for four-atom reactions. Here, we report benchmark calculations carried out for the prototypical HD + OH → H2O + D reaction on an accurate potential energy surface that yield differential cross sections in excellent agreement with those from a high-resolution, crossed–molecular beam experiment.

第6篇

這項計劃將由谷歌的量子人工智能（Quantum Artificial Intelligence）研究小組來實施。谷歌在博客中透露，美國加州大學(xué)圣巴巴拉分校的一個研究小組也加入了這項計劃。

谷歌去年的研發(fā)開支達(dá)到80億美元。為了在互聯(lián)網(wǎng)搜索和在線廣告等市場保持領(lǐng)先地位，谷歌目前正在開發(fā)一些新的計算機(jī)技術(shù)。在科技行業(yè)中的一些人看來，量子技術(shù)是計算機(jī)進(jìn)行海量數(shù)據(jù)分析的一種革命性方式。這種新技術(shù)對谷歌的主要業(yè)務(wù)尤其有幫助，對它的新項目――如聯(lián)網(wǎng)設(shè)備和聯(lián)網(wǎng)汽車――也是有用的。

“在一個硬件研發(fā)團(tuán)隊的協(xié)助下，量子人工智能研究小組現(xiàn)在能夠落實新的設(shè)計并測試新的產(chǎn)品。”谷歌在博客中寫道。

在整理和分析海量數(shù)據(jù)方面，量子計算機(jī)將具有比傳統(tǒng)計算機(jī)更快的解決速度。谷歌量子人工智能小組成員馬蘇德?莫森（Masoud Mohseni）曾經(jīng)與人合作撰寫過具有領(lǐng)先學(xué)術(shù)水平的量子技術(shù)論文。谷歌也一直被視為這一新技術(shù)革命的領(lǐng)導(dǎo)力量之一。

此外，谷歌的競爭對手微軟也在進(jìn)軍這個新領(lǐng)域，并建立了一個名為“量子架構(gòu)和計算（Quantum Architectures and Computation Group）”的研究小組。

探秘量子計算機(jī)

量子計算機(jī)，早先由理查德?費曼提出，一開始是從物理現(xiàn)象的模擬而來的?？伤l(fā)現(xiàn)當(dāng)模擬量子現(xiàn)象時，因為龐大的希爾伯特空間使資料量也變得龐大，一個完好的模擬所需的運算時間變得相當(dāng)可觀，甚至是不切實際的天文數(shù)字。理查德?費曼當(dāng)時就想到，如果用量子系統(tǒng)構(gòu)成的計算機(jī)來模擬量子現(xiàn)象，則運算時間可大幅度減少。量子計算機(jī)的概念從此誕生。

從物理層面上來看，量子計算機(jī)不是基于普通的晶體管，而是使用自旋方向受控的粒子（比如質(zhì)子核磁共振）或者偏振方向受控的光子（學(xué)校實驗大多用這個）等等作為載體。當(dāng)然從理論上來看任何一個多能級系統(tǒng)都可以作為量子比特的載體。

從計算原理上來看，量子計算機(jī)的輸入態(tài)既可以是離散的本征態(tài)（如傳統(tǒng)的計算機(jī)一樣），也可以是疊加態(tài)（幾種不同狀態(tài)的幾率疊加），對信息的操作從傳統(tǒng)的“和”，“或”，“與”等邏輯運算擴(kuò)展到任何幺正變換，輸出也可以是疊加態(tài)或某個本征態(tài)。所以量子計算機(jī)會更加靈活，并能實現(xiàn)并行計算。

量子計算機(jī)或不再遙遠(yuǎn)

據(jù)外媒報道，美國普林斯頓大學(xué)研究人員近日設(shè)計出一種裝置，可以讓光子遵循實物粒子的運動規(guī)律?，F(xiàn)存的計算機(jī)是基于經(jīng)典力學(xué)研發(fā)而成的，在解釋量子力學(xué)方面有很大局限性。量子計算機(jī)（quantum computer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。

研究人員制作出一種超導(dǎo)體，里面有1000億個原子，在聚集起來之后，眾多原子如同一個大的“人工原子”。科學(xué)家把“人工原子”放在載有光子的超導(dǎo)電線上，結(jié)果顯示，光子在“人工原子”的影響下改變了原有的運動軌跡，開始呈現(xiàn)實物粒子的性質(zhì)。例如，在正常情況下，光子之間是互不干涉的，但是在這一裝置里，光子開始相互影響，呈現(xiàn)出液體和固體粒子的運動特性，光子的這種運動“前所未有”。

現(xiàn)存的計算機(jī)是基于經(jīng)典力學(xué)研發(fā)而成的，在解釋量子力學(xué)方面有很大局限性。量子計算機(jī)（quantum computer）是一類遵循量子力學(xué)規(guī)律進(jìn)行高速數(shù)學(xué)和邏輯運算、存儲及處理量子信息的物理裝置。研究人員稱，在改變光子的運動規(guī)律之后，量子計算機(jī)的發(fā)明也許不再遙遠(yuǎn)。

就我國量子計算機(jī)而言，相關(guān)研究也一直處于世界領(lǐng)先水平。早在2013年12月30日，美國物理學(xué)會《物理》雜志就公布了2013年度國際物理學(xué)領(lǐng)域的十一項重大進(jìn)展，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)潘建偉教授及其同事張強(qiáng)、馬雄峰和陳騰云等“利用測量器件無關(guān)量子密鑰分發(fā)解決量子黑客隱患”的研究成果位列其中。

《物理》雜志以“量子勝利的一年――但還沒有量子計算機(jī)”為題報道了中國科學(xué)家成功解決量子黑客隱患這一重要成果。

盡管量子計算機(jī)仍然是遙遠(yuǎn)的未來，但2013年科學(xué)家們卻報道了一系列量子信息和量子通信領(lǐng)域的勝利。在量子密碼方面，兩個獨立的研究組報道了一種新的加密手段，可以提供絕對的安全性，以解決量子黑客隱患。

第7篇

論文摘要：將量子化學(xué)原理及方法引入材料科學(xué)、能源以及生物大分子體系研究領(lǐng)域中無疑將從更高的理論起點來認(rèn)識微觀尺度上的各種參數(shù)、性能和規(guī)律，這將對材料科學(xué)、能源以及生物大分子體系的發(fā)展有著重要的意義。

量子化學(xué)是將量子力學(xué)的原理應(yīng)用到化學(xué)中而產(chǎn)生的一門學(xué)科，經(jīng)過化學(xué)家們的努力，量子化學(xué)理論和計算方法在近幾十年來取得了很大的發(fā)展，在定性和定量地闡明許多分子、原子和電子尺度級問題上已經(jīng)受到足夠的重視。目前，量子化學(xué)已被廣泛應(yīng)用于化學(xué)的各個分支以及生物、醫(yī)藥、材料、環(huán)境、能源、軍事等領(lǐng)域，取得了豐富的理論成果，并對實際工作起到了很好的指導(dǎo)作用。本文僅對量子化學(xué)原理及方法在材料、能源和生物大分子體系研究領(lǐng)域做一簡要介紹。

一、在材料科學(xué)中的應(yīng)用

（一）在建筑材料方面的應(yīng)用

水泥是重要的建筑材料之一。1993年，計算量子化學(xué)開始廣泛地應(yīng)用于許多水泥熟料礦物和水化產(chǎn)物體系的研究中，解決了很多實際問題。

鈣礬石相是許多水泥品種的主要水化產(chǎn)物相之一，它對水泥石的強(qiáng)度起著關(guān)鍵作用。程新等[1,2]在假設(shè)材料的力學(xué)強(qiáng)度決定于化學(xué)鍵強(qiáng)度的前提下，研究了幾種鈣礬石相力學(xué)強(qiáng)度的大小差異。計算發(fā)現(xiàn)，含Ca鈣礬石、含Ba鈣礬石和含Sr鈣礬石的Al-O鍵級基本一致，而含Sr鈣礬石、含Ba鈣礬石中的Sr，Ba原子鍵級與Sr-O，Ba-O共價鍵級都分別大于含Ca鈣礬石中的Ca原子鍵級和Ca-O共價鍵級，由此認(rèn)為，含Sr、Ba硫鋁酸鹽的膠凝強(qiáng)度高于硫鋁酸鈣的膠凝強(qiáng)度[3]。

將量子化學(xué)理論與方法引入水泥化學(xué)領(lǐng)域，是一門前景廣闊的研究課題，它將有助于人們直接將分子的微觀結(jié)構(gòu)與宏觀性能聯(lián)系起來，也為水泥材料的設(shè)計提供了一條新的途徑[3]。

（二）在金屬及合金材料方面的應(yīng)用

過渡金屬(Fe、Co、Ni)中氫雜質(zhì)的超精細(xì)場和電子結(jié)構(gòu)，通過量子化學(xué)計算表明，含有雜質(zhì)石原子的磁矩要降低，這與實驗結(jié)果非常一致。閔新民等[4]通過量子化學(xué)方法研究了鑭系三氟化物。結(jié)果表明，在LnF3中Ln原子軌道參與成鍵的次序是：d＞f＞p＞s，其結(jié)合能計算值與實驗值定性趨勢一致。此方法還廣泛用于金屬氧化物固體的電子結(jié)構(gòu)及光譜的計算[5]。再比如說，NbO2是一個在810℃具有相變的物質(zhì)(由金紅石型變成四方體心)，其高溫相的NbO2的電子結(jié)構(gòu)和光譜也是通過量子化學(xué)方法進(jìn)行的計算和討論，并通過計算指出它和低溫NbO2及其等電子化合物VO2在性質(zhì)方面存在的差異[6]。

量子化學(xué)方法因其精確度高，計算機(jī)時少而廣泛應(yīng)用于材料科學(xué)中，并取得了許多有意義的結(jié)果。隨著量子化學(xué)方法的不斷完善，同時由于電子計算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)在材料科學(xué)中的應(yīng)用范圍將不斷得到拓展，將為材料科學(xué)的發(fā)展提供一條非常有意義的途徑[5]。

二、在能源研究中的應(yīng)用

（一）在煤裂解的反應(yīng)機(jī)理和動力學(xué)性質(zhì)方面的應(yīng)用

煤是重要的能源之一。近年來隨著量子化學(xué)理論的發(fā)展和量子化學(xué)計算方法以及計算技術(shù)的進(jìn)步，量子化學(xué)方法對于深入探索煤的結(jié)構(gòu)和反應(yīng)性之間的關(guān)系成為可能。

量子化學(xué)計算在研究煤的模型分子裂解反應(yīng)機(jī)理和預(yù)測反應(yīng)方向方面有許多成功的例子,如低級芳香烴作為碳/碳復(fù)合材料碳前驅(qū)體熱解機(jī)理方面的研究已經(jīng)取得了比較明確的研究結(jié)果。由化學(xué)知識對所研究的低級芳香烴設(shè)想可能的自由基裂解路徑，由Guassian98程序中的半經(jīng)驗方法UAM1、在UHF/3-21G*水平的從頭計算方法和考慮了電子相關(guān)效應(yīng)的密度泛函UB3LYP/3-21G*方法對設(shè)計路徑的熱力學(xué)和動力學(xué)進(jìn)行了計算。由理論計算方法所得到的主反應(yīng)路徑、熱力學(xué)變量和表觀活化能等結(jié)果與實驗數(shù)據(jù)對比有較好的一致性，對煤熱解的量子化學(xué)基礎(chǔ)的研究有重要意義[7]。

（二）在鋰離子電池研究中的應(yīng)用

鋰離子二次電池因為具有電容量大、工作電壓高、循環(huán)壽命長、安全可靠、無記憶效應(yīng)、重量輕等優(yōu)點，被人們稱之為“最有前途的化學(xué)電源”，被廣泛應(yīng)用于便攜式電器等小型設(shè)備，并已開始向電動汽車、軍用潛水艇、飛機(jī)、航空等領(lǐng)域發(fā)展。

鋰離子電池又稱搖椅型電池，電池的工作過程實際上是Li+離子在正負(fù)兩電極之間來回嵌入和脫嵌的過程。因此，深入鋰的嵌入-脫嵌機(jī)理對進(jìn)一步改善鋰離子電池的性能至關(guān)重要。Ago等[8]用半經(jīng)驗分子軌道法以C32H14作為模型碳結(jié)構(gòu)研究了鋰原子在碳層間的插入反應(yīng)。認(rèn)為鋰最有可能摻雜在碳環(huán)中心的上方位置。Ago等[9]用abinitio分子軌道法對摻鋰的芳香族碳化合物的研究表明，隨著鋰含量的增加，鋰的離子性減少，預(yù)示在較高的摻鋰狀態(tài)下有可能存在一種Li-C和具有共價性的Li-Li的混合物。Satoru等[10]用分子軌道計算法，對低結(jié)晶度的炭素材料的摻鋰反應(yīng)進(jìn)行了研究，研究表明，鋰優(yōu)先插入到石墨層間反應(yīng)，然后摻雜在石墨層中不同部位里[11]。

隨著人們對材料晶體結(jié)構(gòu)的進(jìn)一步認(rèn)識和計算機(jī)水平的更高發(fā)展，相信量子化學(xué)原理在鋰離子電池中的應(yīng)用領(lǐng)域會更廣泛、更深入、更具指導(dǎo)性。

三、在生物大分子體系研究中的應(yīng)用

生物大分子體系的量子化學(xué)計算一直是一個具有挑戰(zhàn)性的研究領(lǐng)域，尤其是生物大分子體系的理論研究具有重要意義。由于量子化學(xué)可以在分子、電子水平上對體系進(jìn)行精細(xì)的理論研究，是其它理論研究方法所難以替代的。因此要深入理解有關(guān)酶的催化作用、基因的復(fù)制與突變、藥物與受體之間的識別與結(jié)合過程及作用方式等，都很有必要運用量子化學(xué)的方法對這些生物大分子體系進(jìn)行研究。毫無疑問，這種研究可以幫助人們有目的地調(diào)控酶的催化作用,甚至可以有目的地修飾酶的結(jié)構(gòu)、設(shè)計并合成人工酶；可以揭示遺傳與變異的奧秘,進(jìn)而調(diào)控基因的復(fù)制與突變，使之造福于人類；可以根據(jù)藥物與受體的結(jié)合過程和作用特點設(shè)計高效低毒的新藥等等，可見運用量子化學(xué)的手段來研究生命現(xiàn)象是十分有意義的。

綜上所述，我們可以看出在材料、能源以及生物大分子體系研究中，量子化學(xué)發(fā)揮了重要的作用。在近十幾年來，由于電子計算機(jī)的飛速發(fā)展和普及，量子化學(xué)計算變得更加迅速和方便?？梢灶A(yù)言，在不久的將來，量子化學(xué)將在更廣泛的領(lǐng)域發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻(xiàn)：

[1]程新.[學(xué)位論文].武漢:武漢工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,1994

[2]程新,馮修吉.武漢工業(yè)大學(xué)學(xué)報,1995,17(4):12

[3]李北星,程新.建筑材料學(xué)報,1999,2(2):147

[4]閔新民,沈爾忠,江元生等.化學(xué)學(xué)報,1990,48(10):973

[5]程新,陳亞明.山東建材學(xué)院學(xué)報,1994,8(2):1

[6]閔新民.化學(xué)學(xué)報,1992,50(5):449

[7]王寶俊,張玉貴,秦育紅等.煤炭轉(zhuǎn)化,2003,26(1):1

[8]AgoH,NagataK,YoshizawAK,etal.Bull.Chem.Soc.Jpn.,1997,70:1717

[9]AgoH,KatoM,YaharaAK.etal.JournaloftheElectrochemicalSociety,1999,146(4):1262

第8篇

和大量繁復(fù)的數(shù)字、沒有盡頭的實驗相比，對未知產(chǎn)生的好奇，才是科研路上最大的動力。目前，量子力學(xué)還存在有很多未解謎題，不過，已經(jīng)有人在研究量子理論這條道路上越走越開闊，而且他出發(fā)得比一般人還早。他就是北京航空航天大學(xué)博士生導(dǎo)師――張國鋒教授。

神秘大門透出的亮光

1999年山西大學(xué)本科畢業(yè)后，張國鋒師從梁九卿教授進(jìn)行碩博連讀的學(xué)習(xí)。當(dāng)時我國對量子信息的研究基本處于萌芽階段，梁九卿教授認(rèn)為這將會是一個新的研究方向，在張國鋒的師兄師姐都跟著老師做磁宏觀量子效應(yīng)研究的時候，老師毅然決定讓他去湖南師范大學(xué)的暑期班里學(xué)習(xí)和量子理論相關(guān)的知識，量子信息這道神秘的大門緩緩打開。

張國鋒本碩博就讀的山西大學(xué)物理電子工程學(xué)院師資雄厚、設(shè)備齊全。碩博連讀期間，為拓展視野、豐富知識，他還專門前往中國科學(xué)院學(xué)習(xí)。在交通落后的情況下，北京、山西兩頭跑，校內(nèi)扎實的基礎(chǔ)知識以及校外新的理論知識的加固，使得張國鋒在量子信息基礎(chǔ)研究方面有了很大的提升。對張國鋒的聯(lián)合培養(yǎng)，中國科學(xué)院也承擔(dān)著重要的角色，博士畢業(yè)后，張國鋒到中國科學(xué)院半導(dǎo)體研究所進(jìn)行博士后研究工作，在李樹深院士的指導(dǎo)下，張國鋒的研究興趣進(jìn)一步拓寬到基于固態(tài)體系為載體的量子信息研究。從2006年到北京航空航天大學(xué)任教以來，更是把他的研究方向細(xì)化到光力耦合體系的量子物理相關(guān)問題。

在量子相關(guān)研究中，量子調(diào)控是國家的重大科研計劃，是構(gòu)建未來信息技術(shù)的理論基礎(chǔ)。張國鋒圍繞“如何制備、控制及應(yīng)用具有高魯棒性的量子糾纏態(tài)”這一科學(xué)問題展開了具體細(xì)致的工作，并取得了不錯的成績。

量子糾纏是量子力學(xué)的最神奇的特性之一。它描述了兩個粒子互相糾纏，即使相距遙遠(yuǎn)，一個粒子的行為將會影響另一個的狀態(tài)。張國鋒形象地解釋了量子糾纏：“就像是手機(jī)用戶和移動聯(lián)通等簽的協(xié)議，也就是手機(jī)卡，當(dāng)兩個粒子處于糾纏態(tài)，只有借助這個協(xié)議（糾纏態(tài)），才能進(jìn)行量子通信?！鼻籓ED系統(tǒng)是目前最有前景的硬件系統(tǒng)之一，它被廣泛地應(yīng)用于量子態(tài)的制備和操控。為此，張國鋒系統(tǒng)考察了旋波近似下腔OED體系中的量子糾纏、量子關(guān)聯(lián)的產(chǎn)生與演化以及與量子相位之間的聯(lián)系。研究發(fā)現(xiàn)：量子糾纏猝死現(xiàn)象不僅依賴于體系初始態(tài)的糾纏，而且還依賴于初始態(tài)，且原子間偶極一偶極相互作用可以削弱這種現(xiàn)象，光場的損耗可以很明顯地延緩糾纏猝死。張國鋒在此基礎(chǔ)上就固態(tài)自旋體系提出了一套抑制量子糾纏猝死和量子態(tài)傳輸?shù)膬?yōu)化方案。

眾所周知，實現(xiàn)量子信息處理的必需資源是量子糾纏態(tài)。而量子糾纏態(tài)是非常脆弱的，張國鋒在前人研究工作的基礎(chǔ)上進(jìn)一步探討了固態(tài)兩量子比特自旋模型中的熱糾纏，將自旋所處磁場分為均勻和非均勻兩部分，發(fā)現(xiàn)磁場的非均勻部分使量子糾纏的演化出現(xiàn)雙峰結(jié)構(gòu)，也詳細(xì)研究了Heisenberg交換相互作用對量子熱糾纏的臨界行為的影響。隨后更引發(fā)了國內(nèi)外關(guān)于量子熱糾纏的研究。

Dzyaloshinski-Moriya（DM）相互作用來自自旋軌道之間的耦合，是一種各項異性相互作用，在許多磁性材料中都存在。張國鋒將DM相互作用引入兩自旋量子比特鏈中，結(jié)合Heisenberg相互作用研究了DM相互作用對量子熱糾纏的影響，發(fā)現(xiàn)DM相互作用可以激發(fā)量子熱糾纏的產(chǎn)生，可以使鐵磁耦合的自旋體系成為好的量子態(tài)傳輸?shù)耐ǖ?，且能顯著提高態(tài)傳輸?shù)谋Ｕ娑?。以這一研究成果為代表的論文獲得“中國百篇最具影響國際學(xué)術(shù)論文”，被引150多次，為ESI高引論文。與此同時，張國鋒把自己的研究推廣到量子關(guān)聯(lián)，得到一些量子關(guān)聯(lián)度量量間的因子化公式，同時也比較了量子關(guān)聯(lián)和量子糾纏在實現(xiàn)量子算法、構(gòu)建量子邏輯門的異同。

神秘的量子世界透出的光讓張國鋒雀躍不已，他飽含熱情地走在研究量子世界的大道上，默默耕耘，靜靜享受這神秘帶來的不一樣的世界。

光亮指引前進(jìn)的方向

一分耕耘一分收獲。張國鋒在量子研究這條道路上不僅收獲了具有創(chuàng)新意義的科研成果，而且多次主持包括國家自然科學(xué)基金青年基金、面上基金等項目在內(nèi)的多項科研項目；發(fā)表多篇代表性論文，并多次被他引；在教學(xué)上成果也很顯著，多次獲得各種校內(nèi)優(yōu)秀教師獎勵。

但是張國鋒并沒有止步于此，神秘的量子世界還等待著他去進(jìn)一步破解其中的奧秘，在長期量子光學(xué)基礎(chǔ)理論、自旋模型中量子糾纏、量子關(guān)聯(lián)動力學(xué)研究的相關(guān)基礎(chǔ)上，依托北航和中科院的兩個重點實驗室和三個重量級的研究團(tuán)隊共同合作，將就全耦合區(qū)量子比特與光場動力學(xué)行為及應(yīng)用這一熱點問題展開深入研究。

構(gòu)造量子比特是量子信息處理的首要，實現(xiàn)量子比特有很多種物理方案，量子比特與光場相互作用體系是量子光學(xué)甚至凝聚態(tài)物理的一個重要研究內(nèi)容，同時也是實現(xiàn)量子計算的重要途徑?？匆娏孔邮澜绨l(fā)出的神秘的光，張國鋒對接下來的工作重心有了清晰的規(guī)劃：（1）進(jìn)一步求解兩量子比特與光場相互作用強(qiáng)耦合體系的動力學(xué)演化，尤其是兩個量子比特的閂abi模型的近似求解；（2）根據(jù)系統(tǒng)演化性質(zhì)，選擇合適的初始條件和反應(yīng)時間，構(gòu)建超快兩量子比特邏輯門和進(jìn)行相干量子態(tài)的超快傳輸?shù)妊芯浚唬?）尋找新奇的特殊量子本征態(tài)，并通過研究包括耗散在內(nèi)的動力學(xué)，考察這些具有特殊性質(zhì)的量子態(tài)（比如：暗態(tài)）在量子信息中的應(yīng)用。張國鋒不僅把自己接下來的工作定位在這三方面，還就這三方面的研究擬定了初步研究方案。

將選取量子比特與光場相互作用體系為研究對象，屬量子光學(xué)及凝聚態(tài)物理以及其它許多領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的模型，尤其是近年來隨著強(qiáng)耦合在實驗上的實現(xiàn)，Rabi及類Rabi模型的簡潔易實驗參考的解和長時間動力學(xué)及相關(guān)應(yīng)用的研究更顯得日益重要。張國鋒打算通過研究，得到全耦合區(qū)體系動力學(xué)演化規(guī)律，尋求特殊的類似“暗態(tài)”的新奇量子態(tài)，并預(yù)測其在量子信息中的應(yīng)用，最終為設(shè)計新型量子器件提供理論支持。

第9篇

量子現(xiàn)象通常在經(jīng)典物理學(xué)中找不到相匹配的部分，典型例子就是量子糾纏：糾纏的粒子之間無論相隔有多遠(yuǎn)，好像都能直接地互相影響，就像能隔著任意遙遠(yuǎn)的空間互相“通信”似的。愛因斯坦曾把這種行為叫做“幽靈般地超距作用”。當(dāng)兩個以上粒子相糾纏時，它們之間的互相影響表現(xiàn)為不同的形式。糾纏現(xiàn)象為何有這些不同的表現(xiàn)，科學(xué)家尚未完全理解，至今也還沒有一般性的方法，系統(tǒng)地將糾纏狀態(tài)劃分類別?，F(xiàn)在，研究小組開發(fā)出一種方法，能把既定的量子態(tài)歸入某一類可能的糾纏態(tài)。

該方法指出，不同類型的糾纏態(tài)與幾何形體即多面體有關(guān)，這些形體代表“空間”，也就是某種糾纏的可用空間。一種給定的狀態(tài)是否屬于某種多面體，可以通過檢測個別粒子來確定，而檢測方法有很多。新方法通過檢測個別粒子來描述糾纏態(tài)特征的可能性，不僅效率很高，而且不必同時檢測許多粒子，這是與其他方法的不同之處，也意味著它能擴(kuò)展到多粒子系統(tǒng)。

該校理論物理學(xué)院教授馬提亞·克里斯丹德解釋說：“對3個粒子來說，有兩種根本不同的糾纏類型，一種是通常認(rèn)為的更‘有用’的。而對4個粒子來說，粒子間糾纏的方式已近乎無數(shù)種，隨著每增加一個粒子，糾纏的復(fù)雜程度會迅速增加?！闭撐牡谝蛔髡?、他的博士生邁克爾·沃特說，“我們的糾纏多面體方法，把這些狀態(tài)劃分為有限的體系，大大減少了復(fù)雜性?！?/p>