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期刊信息/Journal information
物理学报
中国物理学会，中国科学院物理研究所
物理学报

中国物理学会，中国科学院物理研究所

欧阳钟灿

半月刊

1000-3290

wulixb@aphy.iphy.ac.cn

010-82649294

100190

北京603信箱

物理学报/Journal Acta Physica SinicaCSCD北大核心CSTPCDEISCI
查看更多>>刊登物理学科各领域中原创性成果的前沿研究综述、研究快讯及研究论文。该刊以论文水平高、创新性强，发表速度快的特点，受到国内外物理学工作者的高度重视，被国际著名的SCI等17种核心检索系统收录。2004年在SCI数据库中，影响因子为1.250。该刊被引频次已连续5年居中国物理类期刊第一位，已达到国际期刊的中上水平。在中信所数据库中，该刊被引频次和影响因子已连续7年居中国物理类期刊第一位，曾多次被评为中国科学院优秀期刊一等奖，荣获首届、第二届、第三届国家期刊奖，2001年荣获中国期刊方阵“双高”（高知名度，高学术水平）期刊和2001，2002，2003，2004，2005年百种中国杰出学术期刊奖。　　　 欢迎各省、市、县图书情报界、科技教育界、高科技企业界及广大物理学工作者订阅。
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    一类非线性Schr?dinger-KdV微扰系统的初值问题

    裴一潼王锦坤郭柏灵刘伍明...
    1-8页
    查看更多>>摘要：Korteweg-de Vries(KdV)方程是一种数学模型,用于描述色散介质中长波的传播.而非线性薛定谔(NLS)方程模拟了由短色散波组成的窄带宽波包的动态,它是描述许多物理系统的有用模型,包括玻色-爱因斯坦凝聚、光纤和水波等.将KdV和NLS方程耦合起来的系统可以模拟长波和短波的相互作用.这个系统在物理和数学上很有吸引力,它结合了两个模型的优点.KdV方程描述的长波可以影响NLS方程描述的短波的行为,而短波反过来也可以影响长波的行为.这样一个耦合系统在过去的几十年中得到了广泛的研究,并为许多物理系统带来了重要的影响.本文在Bernard等工作(Bernard D,Nghiem V N,Benjamin L S 2016 J.Phys.A:Math.Theor.49 415501)的基础上考虑了 KdV非线性Schrödinger微扰系统柯西问题局部解的存在性,并给出了解的存在空间.

    非线性Schrödinger-KdV系统柯西问题局部解

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    基于梯度优化物理信息神经网络求解复杂非线性问题

    田十方李彪
    9-19页
    查看更多>>摘要：近年来,物理信息神经网络(PINNs)因其仅通过少量数据就能快速获得高精度的数据驱动解而受到越来越多的关注.然而,尽管该模型在部分非线性问题中有着很好的结果,但它还是有一些不足的地方,如它的不平衡的反向传播梯度计算导致模型训练期间梯度值剧烈振荡,这容易导致预测精度不稳定.基于此,本文通过梯度统计平衡了模型训练期间损失函数中不同项之间的相互作用,提出了一种梯度优化物理信息神经网络(GOPINNs),该网络结构对梯度波动更具鲁棒性.然后以Camassa-Holm(CH)方程、导数非线性薛定谔方程为例,利用GOPINNs模拟了 CH方程的peakon解和导数非线性薛定谔方程的有理波解、怪波解.数值结果表明,GOPINNs可以有效地平滑计算过程中损失函数的梯度,并获得了比原始PINNs精度更高的解.总之,本文的工作为优化神经网络的学习性能提供了新的见解,并在求解复杂的CH方程和导数非线性薛定谔方程时用时更少,节约了超过三分之一的时间,并且将预测精度提高了将近10倍.

    物理信息神经网络梯度优化Camassa-Holm方程导数非线性薛定谔方程peakon解怪波解

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    可积系统的双线性约化方法

    张大军
    20-31页
    查看更多>>摘要：本综述主要介绍了双线性约化方法在可积系统求解中的应用.这一方法基于双线性方法和解的双Wronskian表示.对于通过耦合系统约化而获得的可积方程,先求解未约化的耦合系统,给出用双Wronskian表示的解;进而利用双Wronskian的规则结构,施以适当的约化技巧,获得约化后的可积方程的解.以非线性Schrödinger方程族和微分-差分非线性Schrödinger方程为具体例证,详述此方法的应用技巧.除了经典可积方程,该方法也适用于非局部可积系统的求解.其他例子还包括Fokas-Lenells方程和非零背景的非线性Schrödinger方程等可积系统的求解.

    双线性约化方法双Wronski行列式可积系统精确解

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    互反型高维可积Kaup-Newell系统

    楼森岳郝夏芝贾曼
    32-41页
    查看更多>>摘要：可积系统研究是物理和数学等学科的重要研究课题.然而,通常的可积系统研究往往被限制在(1+1)维和(2+1)维,其原因是高维可积系统极其稀少.最近,我们发现利用形变术可以从低维可积系统导出大量的高维可积系统.本文利用形变术,将(1+1)维的Kaup-Newell(KN)系统推广到(4+1)维系统.新系统除了包含原来的(1+1)维的KN系统外,还包含三种(1+1)维KN系统的互反形式.模型也包含了许多新的(D+1)维(D≤3)的互反型可积系统.(4+1)维互反型KN系统的Lax可积性和对称可积性也被证明.新的互反型高维KN系统的求解非常困难.本文仅研究(2+1)维互反型导数非线性薛定谔方程的行波解,并给出薛定谔方程孤子解的隐函数表达式.

    高维可积模型Kaup-Newell系统形变术行波解

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    囚禁在电介质球形微腔中类氢原子的内部无序性

    刘雪王德华
    42-53页
    查看更多>>摘要：给出了一种研究囚禁在微腔中类氢原子的内部无序性的一种方法,即利用体系的量子信息熵和形状复杂度对囚禁体系的无序性进行表征和研究.计算和分析了囚禁在InN电介质球形微腔中类氢原子的位置和动量空间中香农信息熵和形状复杂度,重点探究了量子囚禁效应对体系无序性的影响.计算结果表明:当微腔半径较小时,量子囚禁现象显著,形状复杂度曲线中有一系列极值点,这是由信息熵和空间不均匀性的共同作用引起的.随着微腔半径增大,囚禁现象减弱,囚禁类氢原子的香农信息熵和形状复杂度趋近于自由空间类氢原子的情形.为囚禁量子体系内部无序性的研究提供了一种有效方法,对囚禁量子体系的信息测量提供了一定的参考.

    量子信息熵形状复杂度量子囚禁InN电介质球形微腔

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    金属目标对贝塞尔涡旋波束的近场电磁散射特性

    陈鑫淼李海英吴涛孟祥帅...
    54-64页
    查看更多>>摘要：相较于平面波,贝塞尔涡旋波束作为典型的涡旋波束,以其携带轨道角动量(orbital angular momentum,OAM)、无衍射、自重建的特性,使其在雷达检测、目标识别与成像等领域具有更加显著的竞争力.本文根据物理光学法和三角形面片建模,并结合贝塞尔涡旋波束的角谱展开法,导出了贝塞尔涡旋波束入射到任意金属目标的散射近场表达式,通过与FEKO软件仿真结果对比验证了本文方法的正确性.数值计算了简单和组合目标的散射近场的幅相和OAM分布以及雷达散射截面(radar cross section,RCS),分析了波束参数、接收面的距离和目标偏移波束距离等因素的影响.结果表明贝塞尔涡旋波束照射下的目标的近场幅相和OAM扰动与多种因素相关,这为进一步利用近场散射特征获得更多的目标信息奠定了基础.

    近场散射角谱展开理论涡旋波束轨道角动量

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    制备-测量量子比特系统的自测试标准

    王玉坤李泽阳许康王子正...
    65-73页
    查看更多>>摘要：自测试是对所声称量子设备的一种高安全级别验证,仅根据设备观测到的统计数据来确认设备中所制备的量子态和所执行的测量.制备-测量场景下量子系统的自测试可依赖于测量统计关联来实现.目前针对制备-测量场景量子系统自测试的研究比较单一,只有当统计关联满足一定的不等式要求时才能实现其系统的自测试.本文进一步提出了制备-测量场景下量子比特态制备集和测量集实现自测试的新标准,实现了比BB84粒子更多的量子比特态集及测量集的自测试,这有利用满足实际实验对不同量子态集制备的需求.此外,对所提出的标准进行了鲁棒性分析,使新标准在实验噪声下具有实际意义.本文的研究增加了量子比特态制备和测量系统自测试标准的多样性,有利于实际不同非纠缠单量子系统的自测试.

    自测试制备与测量系统目击违背鲁棒性

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    规范势下正方形格点超导量子比特电路中的量子态输运

    赵艳军谭宁王堉琪郑亚锐...
    74-85页
    查看更多>>摘要：借助于电感型耦合器产生人造规范势(有效磁通),本文研究了正方形传输子量子比特模型中的量子态输运性质.理论计算发现,单粒子本征态与单空穴本征态具有相同的本征能谱,并且相同能量下,两者的平均粒子流与平均空穴流受有效磁通正弦调制后互为相反数.当初态为占据一个格点的单粒子与单空穴时,如果系统时间反演对称(有效磁通为4π的整数倍),单粒子与单空穴的含时波函数各分量相等,否则不等.分析证明,以上计算结果是由于对体系哈密顿量的粒子-空穴操作等价于对其做时间反演.此外还发现,有效磁通为π时,单粒子或单空穴只在初始比特与两个相邻比特之间输运,有效磁通为0时,单粒子或单空穴通过两个相邻比特输运到对角比特,然后再反向输运;无论有效磁通如何取值,两者具有相同的平均(粒子或空穴)流和格点占据概率.

    规范势量子态输运量子态制备

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    多能级系统中的动力学解耦

    张治达易康源陈远珍燕飞...
    86-94页
    查看更多>>摘要：动力学解耦技术能有效地抑制由低频环境噪声导致的退相干过程,因此在量子信息领域获得了广泛的应用.传统的动力学解耦方案通过对简单的二能级体系,如量子比特,施加特定的π脉冲序列来实现解耦效果.随着量子计算研发的深入,对于像超导量子比特这种天然的多能级系统,研究者不再局限于二能级子空间,而是提出和实现了一系列基于多能级体系的量子调控手段和量子算法.目前对于如何抑制这些体系中的退相干尚缺乏深入研究.本文利用较易在实验中实现的紧邻能级间的π脉冲,构建了多种针对多能级系统的动力学解耦序列.结果表明这些序列可以很好地消除准静态噪声的影响.此外,通过计算滤波函数,还分析了这些序列及其拓展方案对于高斯噪声的抑制作用,并结合控制函数对滤波效果给出了物理解释.研究结果对于多能级体系中的相关噪声研究,包括噪声功率谱密度和关联性的刻画以及退相干的抑制等,均具有启发意义.

    多能级系统噪声退相干动力学解耦滤波函数

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    玻色-爱因斯坦凝聚中的非正则涡旋态及其动力学

    邢健崇张文静杨涛
    95-104页
    查看更多>>摘要：玻色-爱因斯坦凝聚中由于非线性相互作用引起的涡旋激发态一直是超冷原子研究的热点.然而相关研究都集中在具有整数拓扑荷的正则涡旋态.本文研究了具有幂指数、新型幂指数和振荡型三种相位分布的非正则涡旋光与凝聚体相互作用而产生的非正则涡旋态凝聚体的动力学性质.研究表明非正则涡旋具有动力学不稳定性,其密度分布显著依赖于光场相位结构参数.不同非正则涡旋衰变形成具有不同分布的正则涡旋簇,展现出丰富的动力学激发斑图.特别是新型幂指数非正则涡旋态衰变后会在凝聚体内形成稳定的正多边形正则涡旋簇结构.由于非正则涡旋光的相位结构破坏了凝聚体的旋转对称性,凝聚体的角动量不再是量子化的,且其随光场方位角幂次或振荡频率的变化与相应的非正则涡旋光场自身演化具有明显差别.在动力学演化过程中,具有新型幂指数相位的非正则涡旋态凝聚体质心保持不变,而对于具有幂指数和振荡型相位的非正则涡旋态凝聚体,两者的质心轨迹是一个中心为坐标原点的非标准椭圆.

    玻色-爱因斯坦凝聚非正则涡旋态正则涡旋簇角动量质心轨迹

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