摘要：量子密度矩阵描述了量子态的性质,因此如何有效地测量密度矩阵是量子力学的核心课题之一.最近,几个研究组发展了一种基于弱值的直接测量密度矩阵的方法.相较于常用的量子态层析技术,这种方法能够更直接和更简便地重构密度矩阵.然而这种方法需要耦合额外的测量指针,从而也增加了测量的复杂度和测量系统的设计困难.本文先回顾并讨论了量子态直接测量的相关研究,然后基于δ-淬火直接测量波函数的方法提出了一种新的直接测量密度矩阵的方法.这种方法无需耦合外部测量指针,因此可以降低测量的复杂度和测量系统的设计困难,更进一步地简化了直接测量密度矩阵的实验过程.基于此方法,提出了更高信号强度以及更少操作次数等两种无指针直接测量方案,并对比分析了它们在不同的测量条件下的优缺点.最后,具体设计了测量光子密度矩阵的实验.

摘要：根据经典领域中的有限维紧框架研究量子领域中紧框架构造方法。由于紧框架与秩-广义量子测量有一一对应关系,在量子领域中设计了两种基于量子广义测量的紧框架构造方法。研究表明,这两种最优量子紧框架能分别解决两种基本的量子态区分策略:最小差错区分和最优无错区分。最小差错区分给定的一组向量,应用最小二乘准则,用广义量子测量方法构造了基于最小二乘测量(LSM)的最优量子紧框架。这种最优量子紧框架分为两种情况:一种是给定框架界的最小二乘框架(CLSF),另一种是选择最优框架界的最小二乘框架(ULSF),最优框架界能最小化最小二乘误差。用量子广义测量方法构造了基于最优无错区分的量子紧框架。最后举例对比了以上最优紧框架构造方法,ULSF为最优有限维紧框架。

摘要：为了进一步增强去噪时对图像细节的保护能力,并同时提高算法实时性,提出了基于双量子比特态测量的量子自适应中值滤波算法,该算法首先将待处理图像像素转化为量子叠加态,然后依据量子测量原理对此叠加态进行量子测量,最后将测量后的坍缩态转化为输出图像.该算法使用双量子比特态来描述单像素,拓展了单量子比特态与单像素的对应关系.双量子比特态的4个叠加基态增加了被描述像素的信息量,可以更精确地对像素进行操作.该算法根据噪声特点设计双量子比特态的概率密度公式,并根据测量坍缩态自适应地调整滤波窗口尺寸.实验证明,该算法与标准中值滤波和经典自适应中值滤波相比,具有更好的综合滤波能力,既可以有效地滤除噪声点,很好地保护图像细节,又具有很好的实时性.

摘要：量子测量问题缘于对量子力学中测量假设的解释．解决问题的趋势是逐渐在用具体理论模型的构建和精巧实验的设计、检验来代替过去思辨式的论争．围绕这个问题的研究表明物理学有广阔的发展前景，其学科建设应给以重视和支持．

摘要：紧框架是一类具有良好特性的框架,它在图像及视频编码传输等实际应用中经常被采用。首先引入框架和量子测量的基本知识,再利用量子测量与框架之间存在的紧密联系,即量子测量系统所依赖的子空间中的规范紧框架正好是该空间中的一阶广义测量,推导出了基于量子测量理论的紧框架的构造方法。通过设计出具体的实例,并将其与传统的框架构造方法进行比较。实验结果表明,在同等条件下,该文提出的方法在抗误差性能及计算复杂度等方面更优。

摘要：传播子在路径积分理论中扮演着核心角色,因此在路径积分理论可使用的多个现代量子物理领域中有重要价值.然而,由于其一直未能在实验中被直接测量,基于路径积分表述研究量子系统的实验进展受到了严重制约.最近,基于波函数直接测量方法,我们提出了传播子测量方案,并利用单光子实验首次成功实现了传播子的实验测量.此外,在这项研究中还首次演示了量子力学的最小作用量原理.该研究成功解决了路径积分实验研究中的技术难题.本文综述了此领域的研究进展,具体为简述波函数直接测量的基本概念和研究进展,并详细介绍传播子测量的理论模型、实验设计和实验结果.最后,介绍了一个重要的应用范例,即通过传播子测量实现最小作用量原理的实验演示.本文综述的传播子测量研究进展,将为今后使用该方法开展相关实验研究提供重要的参考.

摘要：量子科技在军事领域应用场景广泛,对现代战争具有颠覆性、变革性的潜在影响,亟须在推进量子科技领域发展中强化军民协同创新。当前,我国推进量子科技领域军民协同创新还面临技术瓶颈限制、军地研究布局缺乏统筹、成果向军转化障碍等问题,应充分借鉴国外经验做法,在做好顶层设计和前瞻布局、整合军地科技资源、强化军民联合攻坚、促进产学研用协同等方面聚焦用力,加速量子科技领域技术突破,为抢占量子科技领域国际竞争制高点、构筑军事和经济发展新动能提供“硬核引擎”。

摘要：从选题背景、实验原理、实验设计方案、实验结果与讨论、教学应用与展望等方面入手,介绍了基于金刚石NV色心的弱磁场测量相关的实验教学研究.重点阐述了金刚石NV色心的制备、共聚焦光路系统的搭建、通电线圈和圆柱形磁铁磁场的测量以及三维亥姆霍兹线圈的应用.该成果转化应用到全国大学生物理实验竞赛中,通过竞赛、教学、科研的有机结合,培养学生的综合素质和实践创新能力,并丰富大学物理实验的前沿教学内容.

摘要：薛定谔设计"猫"实验是为了表明基于经典观念来理解量子测量所存在的悖谬情形,进一步提出量子纠缠概念是为了概述量子测量的独特性,试图揭示作为整体的量子系统的知识,不能还原为组成部分的知识,而不是证明"意识是物质的基础"等超出科学范围内的观点。我们在理解量子测量问题时,需要把科学问题与哲学问题和宗教问题区别开来,搅和在一起的讨论,既不科学,也没有说服力。

摘要：应用量子隐形传态将Broadbent等人提出的通用盲量子计算(universal blind quantum computation)模型和辅助量子比特驱动型量子计算(ancilla-driven universal quantum computation)模型进行结合,构造一个新的混合模型来进行计算。此外,用计算寄存器对量子纠缠的操作来代替量子比特测量操作。因为后者仅限于两个量子比特,所以代替后的计算优势十分明显。基于上述改进,设计了实现辅助驱动型通用盲量子计算的协议。协议的实现,能够使Anders等人的辅助驱动型量子计算增强计算能力,并保证量子计算的正确性,从而使得参与计算的任何一方都不能获得另一方的保密信息。