量子度量学及量子Fisher信息的研究

量子度量学及量子Fisher信息的研究

作者:师大云端图书馆 时间:2015-10-28 分类:毕业论文 喜欢:3389
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【摘要】量子度量学是关于量子测量和量子统计推断的一门学科,它研究的是如何精确地测量物理量。精确的测量和推测物理体系中的物理参数是科学地分析实验数据的一个重要组成部分,因此它在实验和理论上都有着重要的意义。量子度量学已成为量子频率标准、弱磁场探测、引力波探测、以及原子钟等研究领域中的基本课题。量子度量学主要是利用量子效应来提高参数估计的精度。参数估计的基本理论—量子Cramer-Rao定理—告诉我们参数估计精度极限是由量子Fisher信息的倒数所决定的。如何达到该精度极限是量子度量学所研究的最核心的问题。量子参数估计一般包含如下四个部分:制备探测态过程、参数化过程、测量和数据处理过程。本论文主要研究其中两个方面问题:1.在有退相干存在情况下的参数化过程对参数估计精度的影响,以及如何抑制这种影响;2.达到量子Fisher信息所给定的精度极限的最优化测量问题。本文的主要结构如下:在第一章绪论部分首先回顾了量子参数估计的背景与研究现状,并介绍了几种目前研究最为广泛的参数估计的干涉实验模型。作为第三、四章的知识准备,第二章主要介绍量子参数估计的一些基本的理论知识。首先介绍量子Cramer-Rao定理,进而引入量子参数估计理论中最重要的概念一量子Fisher信息。同时介绍了量子Fisher信息的一些基本性质,以及其在对角化表象和Bloch表象下的两种不同表示。在第三章中我们注重研究了开放系统中的量子Fisher信息的动力学行为以及量子Fisher信息的保护。章节的一开始首先介绍了几种处理开放系统动力学问题的研究方法,随后研究了量子Fisher信息在具体的退相干模型中的动力学行为。我们主要考虑了三种典型的退相干通道:退相位通道、退极化通道、退振幅通道(包括有限温度和零温情况)。将上述退相干模型写成仿射变换的形式,再利用量子Fisher信息的几何表示,我们得到了量子Fisher信息在以上三种通道中的解析解。利用级联方程数值方法,我们研究了量子Fisher信息在Spin-Boson模型中的动力学行为,并将其与做旋转波近似下的解析结果进行比较。以上所考虑的是针对单qubit系统,对多qubit情况,我们考虑关联退相位对原子钟实验的原子频率精密测量的影响。最后,针对退相位噪声,我们提出了保护相位精度的控制方案。在第四章中我们解决了达到量子Fisher信息所给定的精度上界的最优化观测量问题。考虑一般实验中所采取的平均值估计方案,即待估参数的值是通过测量物理观测量的期望值来估计得到的。误差传播理论告诉我们,参数估计的精度是取决于选取的物理观测量的涨落大小。因此物理观测量的选取将直接影响到最终的估计精度。从误差传播公式出发,通过利用Schrodinger-Robertson不确定关系,我们给出了最优的观测量所满足的充分必要条件。同时我们将该条件运用到初态为GHZ态的原子干涉实验中,并给出达到海森堡极限的最优观测量算符的一般形式。采用类似的方法,我们进一步得到了多参数情况下的最优化观测量的充分必要条件。同时我们考虑了经典光学干涉实验中的双参数估计问题。我们发现对于所有的路径对称态,基于光子数探测即是最优的观测量,可以达到多参数量子Cramer-Rao定理所确定的最大精度。文章的最后是全文的总结和展望。
【作者】钟伟;
【导师】王晓光;
【作者基本信息】浙江大学,理论物理,2014,博士
【关键词】量子度量学;量子Fisher信息;开放系统;退相干;最优测量;

【参考文献】
[1]牛忠海,贾元华,张文学,张东华,钟江.电子商务条件下的铁路货运物流信息化研究[J].铁道货运,2015,02:1-7.
[2]王吉文.基于交通流实时运动目标检测技术研究[D].宁波大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[3]张悦.二十世纪上半叶苏联教学论的形成、发展及其对我国的影响[D].沈阳师范大学,课程与教学论,2013,硕士.
[4]赵慧玲.参加ITU-TSG13研究组2000年2月会议总结报告[J].电信网技术.2000(03)
[5]宋帅.农民工人力资本生成影响因素研究[D].安徽大学,企业管理,2013,硕士.
[6]李琼.高压绕线转子无刷双馈电动机变频调速系统研究[D].华中科技大学,电气工程,2013,硕士.
[7]赵金龙.增程式电动汽车动力系统参数匹配及能量管理策略研究[D].重庆大学,车辆工程,2014,硕士.
[8]许巧燕.A房地产企业税收筹划研究[D].青岛理工大学,会计(专业学位),2013,硕士.
[9]薛美芳.并联型有源电力滤波器的研究[D].北京交通大学,电气工程(专业学位),2013,硕士.
[10]卫文慧1,郭叶2.基于BP神经网络的ZigBee无线定位边界效应优化[J].工矿自动化,2014,11:.
[11]张伟涛.变压吸附分离醋酸尾气吸附剂失活的研究[D].华东理工大学,化学工艺,2014,硕士.
[12]王红.人降钙素原单克隆抗体的制备及其应用研究[D].华南理工大学,生物工程,2012,硕士.
[13]刘宁,贾俊生.研发团队多元性、知识分享与创新绩效关系的实证研究[J].南开管理评论,2012,06:85-92+103.
[14]罗梅.福建将乐林场杉木人工林健康评价[D].北京林业大学,森林经理学,2013,硕士.
[15]李彤.后现代服饰艺术美学观[D].天津工业大学,服装设计与工程,2004,硕士.
[16]赵慧芳.和田巴拉曼研究[D].中国音乐学院,音乐学,2013,硕士.
[17]李师师.高中英语阅读课堂互动分析[D].山西师范大学,外国语言学及应用语言学,2014,硕士.
[18]杨玉杰.图文式临床护理路径在先天性心脏病患者中的应用研究[D].广西医科大学,护理学,2013,硕士.
[19]白振光.带电晕屏蔽管电晕线组电场特性的研究[D].华北电力大学(河北),环境工程,2004,硕士.
[20]李雪娇,贾力,陆谦逸.低沸点工质板式脉动热管传热特性研究[J].工程热物理学报,2014,12:2457-2460.
[21]肖亮.CuS/ZnS纳米材料的调控合成及其光催化性能研究[D].浙江理工大学,应用化学,2014,硕士.
[22]卜德艳.张良英教授学术思想和经验总结及对崩漏止血疗效的临床研究[D].云南中医学院,中医妇科学,2011,硕士.
[23]王诗成.关于发展我国“二十一世纪海洋蓝色瑰宝工程”的建议[J].现代渔业信息.1995(11)
[24]余良波.黄麻纤维素纳米晶的制备及SR-SAXS/WAXS表征研究[D].中国科学院研究生院(上海应用物理研究所),核技术及应用,2014,硕士.
[25]王晶.英汉词义延伸机制的认知研究[D].吉林大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[26]庄华.锂离子电池正极材料Li_(1.2)Ni_(0.13)Co_(0.13)Mn_(0.54)O_2的制备及其性能研究[D].上海大学,2014.
[27]李战.整体式啤酒花收获机械的结构设计与优化分析[D].兰州理工大学,机械制造及其自动化,2014,硕士.
[28]戴尉君.Math-1/NGF-b基因共转染治疗噪声性听力损伤的基础研究[D].第二军医大学,耳鼻喉科学(专业学位),2013,硕士.
[29]刘泰峰,宁书年,亢俊健.一种自由布置的地震勘探新方法[J].石油地球物理勘探,2003,01:5-10+114-112.
[30]高杉.反垄断损害赔偿制度研究[D].郑州大学,经济法学,2013,硕士.
[31]傅书逷,王海宁.区域共同电力市场建设中若干问题的探讨[J].电力系统自动化,2005,21:5-8.
[32]赵珑.山东省宽带网建设与发展设想[J].邮电商情.1999(19)
[33]李春蕾.我国城市危机管理存在的主要问题及对策研究[D].吉林财经大学,行政管理,2014,硕士.
[34]郑秀君.小微企业贷款信用评级指标体系实证研究[J].征信,2014,06:42-48.
[35]石玢岩.城镇化进程中农村社区的公共文化服务体系研究[D].华中师范大学,宪政与法治,2014,硕士.
[36]杨梦薇.仿组织材料的背向散射系数测量及三维成像方法研究[D].北京化工大学,控制科学与工程,2013,硕士.
[37]范晨灿.基于蓝牙4.0传输的Android手机心电监护系统[D].浙江大学,2013.
[38]李宏毅,李加季.太阳能光伏发电技术及应用(1)[J].建筑创作.2003(01)
[39]王子愿.新中国的政治仪式与国家认同的实现(1949-1956)[D].西南交通大学,中外政治制度,2013,硕士.
[40]刘磊.IFNα2b与肿瘤新生血管特异性结合多肽融合蛋白基因的克隆、表达及表达产物的纯化、鉴定[D].第四军医大学,生物化学与分子生物学,2004,硕士.
[41]李松堡.清水祖师信仰之祭祀礼仪研究[D].华侨大学,宗教学,2013,硕士.
[42]张敏.盐生海芦笋化学成分及其抗氧化活性研究[D].南京农业大学,食品加工与安全,2012,硕士.
[43]刘彩彩.消色差复合波片的蚁群算法设计[D].曲阜师范大学,光学,2013,硕士.
[44]田博.探究式教学在七年级思想品德课中的运用[D].内蒙古师范大学,教育(专业学位),2013,硕士.
[45]裴丽芳.非协调有限元方法新模式及超收敛研究[D].郑州大学,基础数学,2014,博士.
[46]武学丽.碳纳米材料表面接枝聚合物改性[D].兰州大学,2010.
[47]王京伟.基于地震动信号的人员定位和跟踪滤波[D].西南交通大学,车辆工程,2013,硕士.
[48]张宏阳.打瓜机捡拾辊筒部件强度分析及改进[D].新疆大学,机械制造及其自动化,2013,硕士.
[49]李卓.基于FIAS的对外汉语初级汉语课课堂互动调查报告[D].上海外国语大学,汉语国际教育,2014,硕士.
[50]林东坡.聚己内酯/聚乳酸/纳米粒子复合材料的结构与性能[D].扬州大学,高分子化学与物理,2011,硕士.

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