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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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收录年代

    非马尔科夫环境中Werner态的量子非局域关联检验研究

    蒋世民贾欣燕樊代和
    1-9页
    查看更多>>摘要：以量子信息领域中常使用的Werner态为研究对象,详细地研究了其在两种非马尔科夫相位阻尼环境,即Random-Telegraph(RT)噪声环境、Ornstein-Uhlenbeck(OU)噪声环境,以及非马尔科夫振幅阻尼(AD)环境中演化后的量子非局域关联检验情况.分别推导了 Werner态在RT,OU以及AD环境中密度矩阵随时间的演化结果.基于Clauser-Horne-Shimony-Holt(CHSH)不等式,对演化后的量子态进行了详细的量子非局域关联检验研究.结果表明,Werner态在RT噪声环境和AD环境中存在信息回流现象,导致其量子非局域关联特性存在周期性振荡变化的现象,即随演化时间的增加,量子态能够从不具备量子非局域关联特性重新回到具有量子非局域关联特性的情况.而在OU噪声环境中,由于不存在信息回流现象,量子非局域关联检验值将随演化时间的增加而降低.同时,本文还详细给出了 Werner的保真度、量子态与非马尔科夫环境的耦合强度、OU噪声环境和AD环境的线宽、RT环境噪声的翻转率等参数与成功进行量子非局域关联检验的演化时间之间的关系.

    量子非局域关联Werner态非马尔科夫环境CHSH不等式相位阻尼振幅阻尼

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    非线性相互作用引起的双模Dicke模型的新奇量子相变

    赵秀琴张文慧王红梅
    10-21页
    查看更多>>摘要：量子相变是量子光学和凝聚态物理领域的一个重要课题.本文在标准双模Dicke模型的基础上引入原子-光的非线性相互作用,研究其所引起的量子相变.利用自旋相干态变分法从理论上给出有两个参量的基态能量泛函.两模光场采用四种不同的比例关系进行研究,并且在实验参数下,通过可调的原子-光的非线性相互作用参量,给出了宏观多粒子量子态的丰富结构.本文主要呈现了在蓝失谐和红失谐下,双稳的正常相、共存的正常-超辐射相和原子数反转态等丰富的基态特性.原子-光的非线性相互作用在蓝失谐可以引起标准的双模Dicke模型的正常相到超辐射相的二级量子相变.在红失谐时引起新奇的基态特性,新奇的量子相变,即反转的超辐射相到反转的正常相的二级逆量子相变.原子-光的非线性相互作用和两模光场比例不同时,对量子相变的相边界和基态物理量的值有较大影响.

    双模Dicke模型原子-光的非线性相互作用量子相变自旋相干态法

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    基于数值稳定型神经网络的Villain-Lai-Das Sarma方程的动力学标度行为研究

    宋天舒夏辉
    22-29页
    查看更多>>摘要：Villain-Lai-Das Sarma(VLDS)方程因其能够有效描述分子束外延生长过程而在表面生长动力学等领域中备受关注.然而,长程关联噪声驱动下的VLDS方程的标度结果尚不明确,不同解析近似方法所得的标度结果仍不自洽.在数值模拟方面,由于非线性项的存在,VLDS方程一直存在数值发散的问题.当前主要引入指数衰减技术替换非线性项以缓解数值发散的问题,但是最近研究表明,这种方法会导致所获得的标度指数发生歧变.因此本文基于深度神经网络来表征VLDS方程中的各个确定项,并基于数值稳定型神经网络分别对含长程时间和空间关联噪声的VLDS系统进行有效的数值模拟.结果表明,我们所构建的深度神经网络具有良好的数值计算稳定性和泛化性,可以获得不同关联噪声驱动下的VLDS方程的可靠标度指数.同时,本文还发现长程时间关联噪声驱动的VLDS系统在时间关联指数较大时呈现谷堆状的表面形貌,而空间关联噪声驱动下的表面形貌则仍然呈现自仿射分形结构.

    神经网络分子束外延生长Villain-Lai-DasSarma方程动力学标度

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    有限多孔介质诱导活性哑铃的聚集行为

    金燕石子璇金奕扬田文得...
    30-38页
    查看更多>>摘要：自然界的许多活性物质都处在复杂的环境中,例如动物群体穿过丛林、微生物在土壤中迁移、细菌被设计用于感知肿瘤的多孔环境等.活性物质在复杂环境中的行为是一个值得探究的课题,在生物物理、医疗工程、工业领域具有可观的应用意义.本文用活性哑铃代表细菌等具有形状各向异性的活性物质,采用郎之万动力学模拟,研究它们渗透有限多孔介质的行为.研究发现在低温和适当的活性力下,活性哑铃能在介质内外聚集并形成4种稳定的聚集结构.4种聚集结构分别是中空巨聚集、介质内中空聚集、密实巨聚集、介质内密实聚集.定向运动的持久性决定了活性哑铃的聚集程度.4种聚集结构的密度、极性序参量、热力学温度在介质内外的分布有明显的区别.本研究结果有助于进一步理解活性物质在复杂环境中的生命活动,为微流器件的设计、药物的输运等医学操作提供新的思路.

    活性物质多孔介质郎之万动力学模拟

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    平行偏振三色场对原子非次序双电离的调控

    贺佟佟刘子超李盈傧黄诚...
    39-46页
    查看更多>>摘要：本文利用三维经典系综模型研究了平行偏振三色场中He原子的非次序双电离.利用强度相同的1600 nm和800 nm脉冲组成驱动场,低强度的400 nm脉冲作为控制场.研究结果表明,第一次返回碰撞轨道、奇数次返回碰撞轨道(不含第一次返回碰撞)和偶数次返回碰撞轨道释放的电子对和离子分别处在电子关联动量谱和离子动量谱上的不同区域.通过改变控制场的相位,可以很好地控制不同返回次数碰撞轨道在双电离中的占比,进而实现对电子动量分布和离子动量分布的控制.另外,多次返回碰撞导致的双电离以碰撞电离机制为主,而第一次返回碰撞导致的双电离以碰撞激发电离机制为主,所以通过改变控制场的相位也能实现对双电离机制的调控.

    非次序双电离平行偏振三色场再碰撞超快动力学

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    周期调制四通道光学波导的宇称-时间对称特性调控和动力学研究

    张光成孙武周志鹏全秀娥...
    47-57页
    查看更多>>摘要：光学系统中周期调制主要是通过周期性变化的复折射率材料来实现,类似于周期驱动系统的量子隧穿行为,宇称-时间(PT)对称光学波导系统中光的传播可以通过周期调制来进行有效操控.本文设计了一种通过周期调制波导与增益型-耗散型波导交叉放置调控PT对称性的物理模型,在高频近似下讨论了周期调制对体系能谱的影响,最后结合解析和数值的方法揭示了光在非厄米四通道光学波导中的动力学演化.结果表明,与以往周期调制波导与增益型-耗散型波导平行放置的四通道光学波导体系相比,不仅可以通过周期调制调窄完全实能谱的存在范围,且可以更早地观测到实能谱.此外,调制参数变化时,四通道波导的相对光强和光学周期更为稳定.该理论研究给出了一种更为高效、稳定的调控PT对称的构型.

    宇称-时间对称周期调制四通道波导

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    纳米光纤-半导体量子点分子耦合系统中光孤子的存储与读取

    曾莹佘彦超张蔚曦杨红...
    58-65页
    查看更多>>摘要：本文解析研究了基于纳米光纤-半导体量子点分子耦合系统中时间光孤子存储和读取.结果表明,由于半导体量子点分子中点间隧穿诱导透明效应,系统中的光吸收被大大抑制.同时,纳米光纤的横向约束能增强光与系统的相互作用,增强的系统非线性响应能平衡色散效应得到稳定的时间光孤子.进一步研究表明,通过关闭和打开点间隧穿耦合,系统中可实现光孤子的高效率和高保真度的存储与读取.上述结果对于固体量子材料中全光信息处理的实际应用具有一定的指导意义和潜在的应用价值.

    隧穿诱导透明光孤子的存储和读取量子点纳米光纤

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    基于实验参数的Dy3+,Na+∶PbGa2S4中红外激光理论研究

    余学舟黄昌保吴海信胡倩倩...
    66-75页
    查看更多>>摘要：基于加工出的Dy3+,Na+∶PbGa2S4晶体元件的吸收光谱测试以及Judd-Ofelt理论计算数据,通过互易法计算出各发光能级间的荧光吸收与发射截面.通过测试与计算得到的数据,数值模拟了采用1.3μm和1.7µm泵浦源直接抽运Dy3+,Na+∶PbGa2S4晶体产生4.3 μm中红外激光的实验方案.计算分析了激光功率、增益和吸收系数在晶体内的空间分布,分析比较了泵浦光功率、元件长度和输出镜反射率对输出功率的影响.模型中在光路中引入2.9μm级联激光振荡,以此抽运因为4.3 μm发光堆积在能级6H13/2上的粒子数,发现其可以有效降低能级6H11/2到6H13/2跃迁的自终止效应,提高激光输出功率.计算结果表明:采用1.3 μm和1.7µm泵浦源,当功率都为4 W时,最大的输出功率分别为103 mW和315 mW,斜率效率可达到2.8％和8.0％.数值模拟的结果对下一步晶体元件的改良加工以及光路搭建参数的选取提供了一定的指导意义.

    中红外激光数值模拟PbGa2S4晶体

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    轨道角动量量子光源的集成化研究

    陈波刘进李俊韬王雪华...
    76-81页
    查看更多>>摘要：量子光源是量子信息处理的关键器件之一,是量子计算、量子通信、量子模拟等应用的重要基础,基于量子光源制备量子态并提升其编码容量是量子信息技术发展的重大挑战.轨道角动量(OAM)是光子一种无限维的空间自由度,其空间模式构成无限维完备的正交基,利用OAM制备高维量子态可大幅提升量子信息处理容量,是高维量子信息处理的关键资源.随着光量子技术的进步,多种重要光量子器件已可在集成化芯片上实现.然而,微纳尺度下制备高维OAM量子态仍是实现量子光源集成化的挑战,亟需深入研究和突破.本文综述并讨论了集成化OAM量子光源的研究进展及其研究中面临的热点和难点问题,为推进高维量子光源在量子信息处理中的研究及实用化进程提供参考.

    轨道角动量量子光源集成化高维量子态

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    基于机器学习的激光匀光整形方法

    张旭丁进敏侯晨阳赵一鸣...
    82-88页
    查看更多>>摘要：针对空间光调制器(spatial light modulator,SLM)激光匀光整形方法,提出了一种基于机器学习的激光匀光整形方法.激光匀光整形的初步方法采用Gerchberg-Saxton(G-S)算法生成相位全息图,并使用SLM将入射光调制为均匀光斑,但SLM的固有匀光误差严重限制光斑均匀性进一步提高.本文提出的机器学习方法能够实现对匀光误差进行补偿,从而提高光斑的均匀度.基于实验数据,通过监督学习回归任务建立了匀光目标图像和实验探测图像之间的映射关系,实验验证了对匀光误差进行补偿,对比传统SLM激光匀光整形方法,激光匀光不均匀度相对降低了 13％,从而验证了误差补偿机器学习方法实现高均匀度激光匀光整形的可行性与有效性.本文能够为激光匀光整形方法提供基于机器学习的技术方法参考,对推动激光加工、光学成像、光镊等激光应用具有重要的技术价值.同时,也能够为人工智能解决光学问题提供问题牵引与方法参考.

    激光匀光整形机器学习误差补偿Gerchberg-Saxton算法

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