前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇量子計(jì)算論文范文，相信會(huì)為您的寫作帶來(lái)幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

量子計(jì)算論文范文第1篇

論文摘要：從信息論的角度，針對(duì)基于高斯噪聲信道的數(shù)字水印容量作了初步探索。在詳細(xì)闡述圖像數(shù)字水印基本原理和水印信道的構(gòu)造及生成方式的基礎(chǔ)上，針對(duì)高斯信源分布具有最大的不確定性、能夠在所有的二階隨機(jī)分布中提供最大信息熵的特點(diǎn)，重點(diǎn)分析了在高斯分布情況下的整個(gè)水印信道通信過(guò)程；并引入平均互信息理論，給出了基于高斯的水印信道容量的最大通信速率；同時(shí)分析了加性噪聲信道下的容量問(wèn)題，將高斯分布擴(kuò)展到了非高斯分布，給出并優(yōu)化了容量計(jì)算表達(dá)式，同時(shí)利用MATLAB軟件工具給出了非高斯信源水印容量與受限失真度的二維和三維關(guān)系仿真曲線；最后結(jié)合實(shí)際給出了結(jié)果分析。

論文關(guān)鍵詞：數(shù)字水印；信道容量；高斯噪聲信道;攻擊信道；信息論；

0引言

數(shù)字水印可視為通信理論的一種應(yīng)用[2]。隨著對(duì)數(shù)字水印算法可靠性要求的提高，目前的數(shù)字水印不論在數(shù)學(xué)理論上和技術(shù)上均不成熟，對(duì)數(shù)字水印系統(tǒng)的公式描述仍然沒(méi)有統(tǒng)一的定論，在數(shù)字水印系統(tǒng)最終性能方面存在較多的不確定性[1,7,8]。這些均可以從信息論的角度上尋求解決出路。

數(shù)字水印系統(tǒng)分為水印嵌入編碼，攻擊信道，和水印譯碼三個(gè)模塊。這里，我們對(duì)一般數(shù)字水印模型提出了改進(jìn)，在水印嵌入之前加入待嵌入信號(hào)預(yù)處理，給出了對(duì)于水印通信模型的更加恰當(dāng)?shù)拿枋?，如圖1。

根據(jù)改進(jìn)系統(tǒng)框圖，數(shù)字水印的實(shí)施過(guò)程可分為如下步（只考慮圖像水?。?/p>

（1）密鑰生成：在進(jìn)行水印處理之前，隨機(jī)密鑰經(jīng)偽隨機(jī)信號(hào)發(fā)生器生成，并在編碼和譯碼端可知；該密鑰與待嵌入消息M和原始載體信宿相互獨(dú)立。

（2）形成水印信號(hào)：通過(guò)一預(yù)處理器對(duì)消息M作壓縮或編碼預(yù)處理，同時(shí)還可利用原始載體信宿提供的邊信息進(jìn)行預(yù)編碼，保證水印的唯一性，改善誤碼率，提高通信容量。

（3）水印嵌入：待嵌入消息水印信號(hào)M通過(guò)某種算法，與密鑰進(jìn)行相關(guān)處理，被嵌入長(zhǎng)為N的載體序列中，生成的圖像水印可表示為，且。

（4）攻擊信道：該生成水印在傳輸過(guò)程中將會(huì)受到惡意攻擊導(dǎo)致其中的W信號(hào)被去除而生成被修改的信號(hào)。

（5）提取或檢測(cè)水印：借助原始載體圖像（私有水印或非盲水?。?，或不依賴原是圖像（公開(kāi)水印或盲水?。?，利用相關(guān)接收機(jī)、匹配濾波器、最大后驗(yàn)概率譯碼規(guī)則（MAP）來(lái)提取或檢測(cè)水印。1、信道容量的數(shù)學(xué)分析

水印的信道容量是所有可達(dá)速率的上限。根據(jù)理論分析表明[1,7,8]，它由如下三個(gè)參量決定：嵌入失真,攻擊失真，以及載體信宿的概率分布函數(shù){PS}。

可以證明：當(dāng)原始載體信源的功率（方差）為，那么對(duì)于公開(kāi)水印和私有水印，其信道容量均不超過(guò)。其中：首先定義區(qū)間：

，(10)

通過(guò)計(jì)算，當(dāng)時(shí)，可以得到區(qū)間為空域。當(dāng)區(qū)域非空時(shí)，定義水印容量

＝(11)

特別的，當(dāng)載體信源S滿足零均值，方差為且獨(dú)立同分布的高斯分布時(shí)，公開(kāi)水印與私有水印具有相同的水印信道容量，且該容量正好等于上限。

2、信道容量計(jì)算公式的簡(jiǎn)化

上述容量計(jì)算公式過(guò)于復(fù)雜，可進(jìn)行如下化簡(jiǎn)，根據(jù)水印的信道容量公式(11)，我們有

＝

＝＝

=（12）

而前面(10)已經(jīng)定義區(qū)間：

，

根據(jù)上面的推導(dǎo)，可把暫看作常量，那么容量C決定于中間變量的取值，即根據(jù)適當(dāng)?shù)倪x取值得到最大化的C；但實(shí)際上由(10)式我們可以看到的取值范圍又由決定。經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)募s束和簡(jiǎn)化，最終我們可以得到

(13)

但考慮到，當(dāng)時(shí)，實(shí)際上這種攻擊對(duì)水印是完全無(wú)效的[5];因而攻擊者不會(huì)采用。所以進(jìn)一步給出攻擊失真的取值范。在小范圍失真下，即，有，所以可得到小范圍失真條件下的容量近似公式：

(14)

根據(jù)上式，我們可以看到在小范圍失真情況下，容量與載體信源的統(tǒng)計(jì)概率分布無(wú)關(guān)。當(dāng)時(shí)，根據(jù)上式，可以得到容量C=0.5bit/Symbol。

3、模型的約束性優(yōu)化和擴(kuò)展

為了更好的理解水印系統(tǒng)，簡(jiǎn)化分析，可引入加性噪聲信道的概念。對(duì)比乘性信道，加性噪聲信道具有統(tǒng)計(jì)分布參數(shù)（如方差）簡(jiǎn)單加的特點(diǎn)，這對(duì)模型的分析十分有利。實(shí)際上，目前關(guān)于信息論的許多研究都從加性噪聲信道分析入手[1，5]。

可以將經(jīng)攻擊偽造后的消息Y寫成如下形式：

其中，，。(15)

圖2數(shù)字水印博弈模型

根據(jù)上式，可將水印理解成一種帶有邊信息的通信博弈[2]。將理解為被傳輸?shù)男盘?hào)，同時(shí)受到加性噪聲S的破壞（這里將載體信源看作相對(duì)于的加性噪聲）；S在傳輸端可知。而可以理解成一種可加性干擾信號(hào)，該信號(hào)由決定。那么，當(dāng)失真測(cè)量為簡(jiǎn)單的差度量度時(shí)，該失真度由加在上的干擾限制決定。特別的，在本例中，因，系統(tǒng)失真由加在被傳輸?shù)纳系目偢蓴_功率決定，即功率受限。同樣的，如果，那么可加性干擾信號(hào)也是功率受限信號(hào)。

考慮信道的輸出為，其中輸入的功率受限為；S為任意的功率受限且各態(tài)歷經(jīng)的過(guò)程，并假設(shè)S僅在編碼的時(shí)候是可知的，而在解碼是是未知的。為一穩(wěn)態(tài)高斯過(guò)程，對(duì)編碼和譯碼均不可知。假設(shè)S和相互獨(dú)立，其聯(lián)合概率分布與獨(dú)立。

考慮S和均為滿足獨(dú)立等同概率分布的隨機(jī)變量；特別的，S任意分布（可以為非高斯分布），而滿足零均值，方差為的高斯分布。也為滿零均值，方差為的高斯分布，并且與S和的聯(lián)合概率獨(dú)立。同時(shí)設(shè)輔助隨機(jī)變量。那么，有

,(16)

可以證明，在條件下，隨機(jī)變量和不相關(guān)，且相互獨(dú)立。因和均為高斯分布，那么也滿足高斯分布。又因S和相互獨(dú)立，所以隨機(jī)變量與也相互獨(dú)立。這樣，可以推出如下結(jié)論：

(17)

同時(shí)，與獨(dú)立表明：

(18)

所以，綜合上述兩式，可以得出：

(19)

上式最后一等號(hào)的成立是因?yàn)闈M足零均值，方差為的高斯分布；滿足零均值，方差為的高斯分布；同時(shí)考慮的是加性噪聲，因此兩個(gè)，聯(lián)合分布的方差即為兩者方差的簡(jiǎn)單和。根據(jù)高斯分布的熵公式[6]很容易得出上述結(jié)論。

量子計(jì)算論文范文第2篇

USA(Ed.)

Continuous Advances in

QCD 2004

2004,588 pp.

Hardcover $ 128.00

ISBN 981-256-072-6

World Scientific

T.格吉塔 編

威廉?I?法恩理論物理研究所2004年5月31~16日舉行了“量子色動(dòng)力學(xué)中的持續(xù)進(jìn)展2004專題討論會(huì)”。本次討論會(huì)聚集了這個(gè)領(lǐng)域中的60多位一流專家，討論了在量子色動(dòng)力學(xué)和非阿貝爾規(guī)范理論方面的最新成果，最熱門的課題包括：對(duì)五夸克實(shí)驗(yàn)證據(jù)的討論；與在RHIC中正在進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有關(guān)的極端條件下的強(qiáng)相互作用；由新的弦論引起的對(duì)規(guī)范理論的研究。涉及微擾和非微擾動(dòng)態(tài)特性、重強(qiáng)子的衰變、拓?fù)鋱?chǎng)結(jié)構(gòu)以及超對(duì)稱。

全書共收錄50篇論文，被分為六個(gè)部分，分別為：1.微擾與非微擾量子色動(dòng)力學(xué)；2.重夸克物理學(xué)；3.奇異的強(qiáng)子；4.高溫和高密度下的量子色動(dòng)力學(xué)物質(zhì)；5.拓?fù)鋱?chǎng)結(jié)構(gòu)；6.超對(duì)稱與理論方法。部分論文為：廣義部分子分布的研究；量子色動(dòng)力學(xué)的狄位克譜與戶田點(diǎn)陣；作為量子色動(dòng)力學(xué)模板的共形對(duì)稱；量子色動(dòng)力學(xué)的變分考慮；重子INc；夸克相關(guān)與單自旋不對(duì)稱；軟共線因子化與BXsγ速率的計(jì)算；半輕子夸克衰減微擾描述的狀況；極化右手電流與BVV中的CP破壞；重強(qiáng)子的壽命；在丟失能量的BS轉(zhuǎn)變中尋找暗物質(zhì)；手征孤立子的夸克結(jié)構(gòu)；手征孤立模型預(yù)測(cè)了五夸克嗎？在I/Nc擴(kuò)展中的重子奇異；處于沸點(diǎn)的量子色動(dòng)力學(xué)：在RHIC中產(chǎn)生的重子告訴了我們什么？禁閉與手征對(duì)稱；非均勻色超導(dǎo)性；楊-米爾斯熱力學(xué)的解析方法；非交換孤立子與瞬子；場(chǎng)論中的呼吸子；量子非阿貝單極子；量子色動(dòng)力學(xué)中的新拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；強(qiáng)耦合規(guī)范理論中的黏度；平面等價(jià)：從類型O的弦到量子色動(dòng)力學(xué)；規(guī)范理論振幅，標(biāo)量圖以及紐量空間；弱超對(duì)稱與它的量子機(jī)理的實(shí)現(xiàn)；湯川理論的非微擾解與規(guī)范理論；二維非交換空間中的費(fèi)米子理論；N=2超對(duì)稱理論中的非阿貝爾保形真空；卡西米爾效應(yīng)的光學(xué)方法；正處于十字路口；此時(shí)此地基礎(chǔ)物理永恒的問(wèn)題等。

本書代表了量子色動(dòng)學(xué)研究的前沿，是一本對(duì)高能物理學(xué)領(lǐng)域的研究人員和研究生有用的參考資料。

胡光華，高級(jí)軟件工程師

(原中國(guó)科學(xué)院物理學(xué)研究所)

量子計(jì)算論文范文第3篇

1940年,肖鶴鳴出生于江蘇省泰興市,1963年畢業(yè)于南京大學(xué)化學(xué)系。他主講過(guò)《物理化學(xué)》《無(wú)機(jī)化學(xué)》《結(jié)構(gòu)化學(xué)》《量子化學(xué)》《群論和化學(xué)》等大學(xué)課程十門以上,出版譯作和教材百萬(wàn)余字,曾任南京理工大學(xué)教材建設(shè)委員會(huì)副主任,被評(píng)為首批“江蘇省優(yōu)秀研究生教師”和“優(yōu)秀博士生導(dǎo)師”,獲得國(guó)務(wù)院“政府特殊津貼”。

愛(ài)生如子傳道授業(yè)

肖鶴鳴教授大半時(shí)間從事研究生教育,教學(xué)質(zhì)量之高是出了名的,他共指導(dǎo)出博士23位,如今他們或活躍于國(guó)際學(xué)術(shù)前沿,或服務(wù)于科教、國(guó)防和經(jīng)濟(jì)部門,均取得優(yōu)異的成績(jī)。當(dāng)年在校期間,他們都發(fā)表SCI論文三篇以上。陳兆旭發(fā)表16篇SCI論文和22萬(wàn)字學(xué)術(shù)專著,以四唑化學(xué)的系統(tǒng)理論研究獲2001年全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文獎(jiǎng),許曉娟和邱玲分別以有機(jī)籠狀和氮雜環(huán)高能物質(zhì)分子、晶體和復(fù)合材料的理論設(shè)計(jì),獲2009年和2010年全國(guó)優(yōu)秀博士學(xué)位論文提名獎(jiǎng)。

肖鶴鳴教授說(shuō):“作為老師,要愛(ài)學(xué)生如子女,切實(shí)關(guān)心愛(ài)護(hù)并盡力解決他們的實(shí)際困難,使他們能夠積極主動(dòng)、全身心地投入學(xué)習(xí)和工作,這不只是盡人倫之道,其實(shí)也是促成事業(yè)發(fā)展的需要?！?/p>

三尺講臺(tái),人生凈土。肖鶴鳴,猶如展翅翱翔的飛鶴,用悅耳動(dòng)聽(tīng)的叮嚀,在學(xué)子們的心中留下那永不可抹去的動(dòng)人箴言。

任重道遠(yuǎn) 成就卓越

對(duì)于他畢生從事的“量子炸藥化學(xué)”研究領(lǐng)域,肖鶴鳴教授曾說(shuō):“如果當(dāng)初我是出于自己的科學(xué)興趣和對(duì)學(xué)校學(xué)科發(fā)展的責(zé)任來(lái)從事研究的,那么,現(xiàn)在則是出于對(duì)國(guó)家的責(zé)任了?！?0年如一日,肖鶴鳴教授用執(zhí)著和責(zé)任,在他所傾情的科學(xué)研究中描繪著精彩的藍(lán)圖。終于使我國(guó)在該領(lǐng)域達(dá)到國(guó)際先進(jìn)和某些方面的領(lǐng)先水平,例如:在有23國(guó)180位代表參加的2005年“第八屆含能材料研究新趨勢(shì)”國(guó)際會(huì)議上,肖鶴鳴關(guān)于“高能化合物熱解引發(fā)機(jī)理和撞擊感度理論判別”的大會(huì)特邀報(bào)告,被評(píng)為最優(yōu)秀三篇論文之首,而榮獲第一名獎(jiǎng)!

量子計(jì)算論文范文第4篇

論文關(guān)鍵字：光量子　傳播寬度　偏轉(zhuǎn)　半波損失　光程

論文摘要：1947年goos和hä·nchen兩位物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)：光束在兩種介質(zhì)界面上發(fā)生全反射時(shí)，反射點(diǎn)相對(duì)于入射點(diǎn)在相位上有一突變，而反射光線相對(duì)于入射光線在空間上有一段距離。這一現(xiàn)象稱為：古斯--漢申位移（goos--hanchen shift）。另外，光束在兩種界面上發(fā)生全反射時(shí)，入射波的能量不是在界面處立即反射的，而是穿透到另一介質(zhì)一定深度后逐漸反射的，而且在此深度內(nèi)能量流還沿界面切向傳播了一個(gè)波長(zhǎng)數(shù)量級(jí)的距離。人們把這樣一種波稱為隱失波。再次，掠入射時(shí)，光從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)時(shí)反射光有半波損失，從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時(shí)反射光無(wú)半波損失，在任何情況下透射光都沒(méi)有半波損失。以上各種現(xiàn)象表明對(duì)于光量子仍有一些性質(zhì)不為我們所掌握。

如果我們拋棄了光量子的沒(méi)有形狀的觀點(diǎn)而認(rèn)為光量子在傳播過(guò)程中始終存在寬度（此寬度不同于振幅，對(duì)于同頻率的光量子是一個(gè)定值，并且光量子的寬度可以互相疊加），就能很好的理解以上這些現(xiàn)象。按照這種假設(shè)，光從光源發(fā)出后，每個(gè)光量子在均勻的各向同性介質(zhì)中傳播時(shí)的路徑就不能簡(jiǎn)單的看作一條直線或一列波，而是時(shí)刻保持一定寬度的‘波帶’的直線傳播過(guò)程。下面我將敘述一下我的假設(shè)性觀點(diǎn)，援引并解釋一下能用此觀點(diǎn)解釋的一些事實(shí)，我希望我的這個(gè)觀念對(duì)一些研究工作者在他們的研究中或許會(huì)顯得有用。

1 用惠更斯原理論證光的反射定律和折射定律時(shí)需要的條件和忽略的事實(shí)

我們首先通過(guò)惠更斯原理論證光的反射定律和折射定律。

如圖1所示，設(shè)想有一束平行光線（平行波）以入射角由介質(zhì)1射向它與介質(zhì)2的界面上，其邊緣光線1到達(dá)點(diǎn)。作通過(guò)點(diǎn)的波面，它與所有的入射光線垂直。光線1到達(dá)點(diǎn)的同時(shí)，光線2、3、···、n到達(dá)此波面上的點(diǎn)、、···、點(diǎn)。設(shè)光在介質(zhì)1中的速度為，則光線2、3、···、n分別要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間、、···、后才能到達(dá)分界面、、···、各點(diǎn)，每條光線到達(dá)分界面上時(shí)都同時(shí)發(fā)射兩個(gè)次波，一個(gè)是向介質(zhì)1內(nèi)發(fā)射的反

圖1

射次波，另一個(gè)是向介質(zhì)2內(nèi)發(fā)射的透射次波。設(shè)光在介質(zhì)2內(nèi)速度為,在第n條光線到達(dá)的同時(shí)，由點(diǎn)發(fā)射的反射次波面和透射次波面分別是半徑為和的半球面。在此同時(shí)，光線2、3、···傳播到、、···各點(diǎn)后發(fā)出的反射次波面的半徑分別為、、···，而透射次波面的半徑為、、···。這些次波面一個(gè)比一個(gè)小，直到處縮成一個(gè)點(diǎn)。根據(jù)惠更斯原理，這些總擾動(dòng)波面是這些次波面的包絡(luò)面。不難證明反射次波和透射次波的包絡(luò)面都是通過(guò)的平面。設(shè)反射次波總擾動(dòng)的波面與各次波面相切于、、、···各點(diǎn)，而透射次波總擾動(dòng)的波面與各次波面相切于、、、···各點(diǎn)，聯(lián)接次波源和切點(diǎn)，既得到總擾動(dòng)的波線，亦即，、、、···為反射光線，、、、···為折射光線。

由于，直角三角形和全同，因而=，由圖1不難看出，=入射角，=反射角，故得到

這樣便導(dǎo)出了反射定律。由圖1還可以看出=折射角，因此

 

此外，于是

.

由此可見(jiàn)，入射角與折射角正玄之比為一常數(shù)，這樣我們便通過(guò)惠更斯原理導(dǎo)出了折射定律。

用惠更斯原理論證光的反射定律和折射定律是以1、2、3、···、n條平行光線為研究對(duì)象，這就是論證需要的條件。如果不以多條平行光線為研究對(duì)象，而只給定一個(gè)光量子，比如此量子沿光線1傳播，以上論證中將無(wú)法確定點(diǎn)和點(diǎn)的位置，就不能確定次波的總擾動(dòng)波線，就無(wú)法確定反射光線和折射光線，再用惠更斯原理來(lái)解釋這一個(gè)光量子在界面處的反射定律和折射定律，將顯得無(wú)從下手。

所以說(shuō)，用惠更斯原理論證光的反射定律和折射定律至少需要兩個(gè)或兩個(gè)以上的光量子，這就是用惠更斯原理解釋光的反射定律和折射定律時(shí)需要的條件。

另外如果考慮到古斯--漢申位移和半波損失，用惠更斯原理作出的光的反射光線將不是光的實(shí)際路線，而是反射光線的平行光線，雖然不影響論證光的反射定律，但是這也確實(shí)是它忽略的一個(gè)事實(shí)。

2用光量子的傳播寬度解釋光的折射定律

如果假設(shè)光量子在傳播過(guò)程中始終保持一定的寬度（此寬度不同于振幅，且不隨電場(chǎng)振動(dòng)而變動(dòng)），此寬度遠(yuǎn)大于原子直徑，并且光量子傳播過(guò)程中的每個(gè)邊緣都平行等光程且能體現(xiàn)光量子在介質(zhì)中傳播的所有特性，那么折射定律就可以做如下論證：

如圖2設(shè)想有一個(gè)光量子（任意的一個(gè)）以入射角，由介質(zhì)1射向它與介質(zhì)2的分界面上，光量子邊緣1到達(dá)介質(zhì)分界面上，同時(shí)邊緣2到達(dá)，聯(lián)接，則即為光量子的傳播寬度且垂直邊緣1和邊緣2，設(shè)光在介質(zhì)1中速度大于光在介質(zhì)2中速度，當(dāng)光量子邊緣1由進(jìn)入介質(zhì)2后速度突變?yōu)?，邊?速度仍為，由于光量子傳播寬度的邊緣必須保持同等光程，于是光量子傳播方向向法線方向發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)邊緣2經(jīng)過(guò)時(shí)間到達(dá)介質(zhì)分

圖2

界面上時(shí)邊緣1到達(dá)，又因?yàn)檫吘?速度和邊緣1速度之比為定值且光量子寬度不變，所以邊緣1的路徑和邊緣2的路徑是以延長(zhǎng)線上某點(diǎn)為圓心的同心圓弧，且同等圓心角，所以延長(zhǎng)線定過(guò)圓心。邊緣2經(jīng)過(guò)后進(jìn)入介質(zhì)2速度突變?yōu)椋c邊緣1變?yōu)橥?，光量子傳播方向不再偏轉(zhuǎn)，邊緣1和邊緣2分別沿、上、點(diǎn)的切線方向傳播，可以看出光量子完全進(jìn)入介質(zhì)2后邊緣1和邊緣2依然平行。設(shè)邊緣1在介質(zhì)2內(nèi)以后的路徑上有一點(diǎn)，我們過(guò)點(diǎn)向下作法線的平行線并取這條線上下方一點(diǎn)，則垂直于介質(zhì)分界面，且為光量子的折射角，設(shè)為，再過(guò)作分界面的垂線交與分界面于點(diǎn)。

在圖2中不難證明：和

又有

于是

，

由于相等圓心角的同心圓弧半徑之比等于弧長(zhǎng)之比，又得到

于是我們得到

由此可見(jiàn)，對(duì)于任意一光量子的入射角與折射角的正玄之比為一常數(shù)，這樣我們便通過(guò)光量子寬度的假設(shè)用一個(gè)光量子導(dǎo)出了光的折射定律。

3在光的全反射現(xiàn)象中用光量子傳播寬度解釋

古斯--漢申位移、隱失波以及光的反射定律和折射定律光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)時(shí)，當(dāng)入射角增大至某一數(shù)值時(shí)，折射光線消失，光線全部反射，這種現(xiàn)象稱為全反射，此時(shí)的入射角度稱為全反射臨界角。

如圖3，設(shè)想有一光量子以全反射臨界角入射，由介質(zhì)2射向它與介質(zhì)1的分界面上，設(shè)光在介質(zhì)1中的速度大于光在介質(zhì)2中速度，當(dāng)光量子邊緣1到達(dá)介質(zhì)分界面上時(shí)，邊緣2到達(dá)，聯(lián)接，則即為光量子的傳播寬度且垂直于邊緣1和邊緣2，當(dāng)邊緣1通過(guò)進(jìn)入介質(zhì)1后速度突變?yōu)?，邊?速度仍為，由于光量子傳播寬度的邊緣必須保持同等光程，于是光量子傳

圖3

播發(fā)生偏轉(zhuǎn)，當(dāng)邊緣2經(jīng)過(guò)時(shí)間到達(dá)分界面時(shí)，光量子邊緣1到達(dá)，因?yàn)檫吘?速度和邊緣2速度之比為定值且光量子寬度不變，所以、是以延長(zhǎng)線上某點(diǎn)為圓心的同心圓弧，又由于為全反射臨界角，所以此時(shí)恰好與分界面相切與點(diǎn)，也就是說(shuō)此時(shí)光量子邊緣1與邊緣2傳播方向都與分界面平行。此后光量子的傳播可能發(fā)生兩種情況：

1、發(fā)生反射，反射光線發(fā)位移

如果邊緣2速度沒(méi)有發(fā)生突變，就是說(shuō)邊緣2恰好與分界面相切于介質(zhì)2的界面上一點(diǎn)，則光量子傳播就會(huì)繼續(xù)偏轉(zhuǎn)，當(dāng)邊緣1經(jīng)過(guò)時(shí)間到達(dá)分界面上一點(diǎn)時(shí)，邊緣2到達(dá)，邊緣1經(jīng)過(guò)點(diǎn)后重新回到介質(zhì)2，速度又突變?yōu)?，與邊緣2同速，光量子傳播方向不再發(fā)生偏轉(zhuǎn)。因?yàn)榇饲斑吘?速度和邊緣2速度之比為定值且光量子寬度不變，所以、同樣是以為圓心的同心圓弧，此后光量子的邊緣1和邊緣2分別沿著、上、點(diǎn)的切線方向直線傳播。此后的光量子路徑就相當(dāng)于入射光線的反射光線路徑，由此我們可以看到反射光線相對(duì)于入射光線發(fā)生了從到的位移，并找出了發(fā)生位移的原因，通過(guò)光量子寬度的假設(shè)我們還可以求出位移的長(zhǎng)度。

如圖3不難看出、同圓， 、同圓，我們?cè)僭O(shè)光量子傳播寬度為。

由相等圓心角的同心圓弧半徑之比等于弧長(zhǎng)之比，得到

不難看出垂直界面于點(diǎn)，于是有

又有

由以上三式我們得到

不難看出

所以在光以全反射臨界角入射并發(fā)生全反射時(shí)發(fā)生的位移長(zhǎng)度為

    此位移或許就是我們所說(shuō)的古斯—漢申位移，如果是這樣我們便能通過(guò)光量子傳播寬度的假設(shè)在光的全反射現(xiàn)象中解釋發(fā)生古斯--漢申位移的原因并求出位移的長(zhǎng)度。

2、發(fā)生折射，折射光線急劇衰減

如果此時(shí)邊緣2的速度發(fā)生突變，就是說(shuō)邊緣2與分界面恰好切于介質(zhì)1界面上一點(diǎn)時(shí)，邊緣2速度突變?yōu)椋c邊緣1同速，則光量子傳播不再偏轉(zhuǎn)，邊緣1和邊緣2分別沿、在、點(diǎn)的切線方向傳播，且分別為折射光的兩個(gè)邊，而此時(shí)兩切線剛好平行于分界面，所以折射光平行于分界面，所以此時(shí)折射角為。一般來(lái)說(shuō)我們做實(shí)驗(yàn)所用的介質(zhì)1與介質(zhì)2的分界面不可能是一個(gè)嚴(yán)格的平面（這里嚴(yán)格是絕對(duì)的意思），所以邊緣2沿介質(zhì)1的分界面表面?zhèn)鞑r(shí)一旦遇見(jiàn)分界面的凹點(diǎn)時(shí)就會(huì)再次進(jìn)入介質(zhì)2，速度突變?yōu)?，使光量子的傳播再次發(fā)生偏轉(zhuǎn)，從而使光量子再次進(jìn)入介質(zhì)2傳播，折射光強(qiáng)度就會(huì)急劇衰減，但是由于凹點(diǎn)的位置及大小的隨機(jī)性較大，所以再次進(jìn)入介質(zhì)2的光很難再進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。

這里的折射光也許就是我們所說(shuō)的隱失波，此時(shí)波的穿透深度可以用光量子的傳播寬度來(lái)表示。

3、光的反射定律的論證

在圖3中，不難看出

于是我們就不難求出

即反射角等于入射角，這樣在光的全反射現(xiàn)象中我們用光量子傳播寬度的假設(shè)用一個(gè)光量子論證了光的反射定律。

4、光的折射定律的論證

由于折射角等于，所以折射角的正玄值為1

于是

由圖不難看出

又有

由相等圓心角的同心圓弧半徑之比等于弧長(zhǎng)之比，得到

于是得到

即入射角與折射角的正玄之比為一常數(shù)，這樣我們又通過(guò)光量子寬度的假設(shè)在光的全反射現(xiàn)象中用一個(gè)光量子論證了光的折射定律。

5、關(guān)于在反射過(guò)程中的半波損失的解釋

1、掠入射時(shí)，光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時(shí)反射光無(wú)半波損失的解釋。

在圖3中我們可以看到光量子邊緣1的實(shí)際路徑大于邊緣2的實(shí)際路徑，使得兩個(gè)邊緣出現(xiàn)路程差，但由于邊緣1的實(shí)際速度大于邊緣2的實(shí)際速度，使得邊緣1從傳播到與邊緣2從傳播到用的時(shí)間相等，也就是說(shuō)光量子的兩個(gè)邊緣雖然路程不等但是光程相等。這里需要指出：在此論文以前我們通常計(jì)算的幾何光程沒(méi)有考慮到光量子的傳播寬度，但是要考慮的到光量子的傳播寬度，這種計(jì)算方法有時(shí)就是不準(zhǔn)確的。光的實(shí)際光程要以光量子的遠(yuǎn)邊的光程來(lái)決定。在研究光從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)時(shí)反射光時(shí)我們計(jì)算的幾何光程等于光邊緣2的光程也等于光的實(shí)際光程，然后再通過(guò)幾何光程計(jì)算預(yù)期的相位與觀測(cè)到的相位（也就是實(shí)際相位）相符，所以我們就說(shuō)光的反射光沒(méi)有出現(xiàn)半波損失。

2、掠入射時(shí)，光從光疏介質(zhì)到光密介質(zhì)時(shí)反射光有半波損失的解釋。

如果在圖3中，介質(zhì)1的絕對(duì)折射率大于介質(zhì)2的絕對(duì)折射率，當(dāng)光掠入射時(shí)，由于光量子的兩邊緣速度的差異，光量子本應(yīng)該偏轉(zhuǎn)進(jìn)入介質(zhì)2，但是由于介質(zhì)2內(nèi)的一些性質(zhì)（我也不知道什么性質(zhì)）使得光并沒(méi)能進(jìn)入介質(zhì)2，反而被反射回介質(zhì)1。（這種情況很難理解。）但是在這種情況下假設(shè)了光量子的傳播寬度將比較好理解反射光的半波損失。在反射過(guò)程中光量子邊緣1的實(shí)際路徑大于邊緣2的實(shí)際路徑，兩邊緣出現(xiàn)路程差，由于邊緣1在介質(zhì)1中傳播速度突然變慢為（這里是在介質(zhì)1的絕對(duì)折射率大于介質(zhì)2的絕對(duì)折射率的前提下的），但是如果邊緣2的速度不發(fā)生突變?nèi)詾榈脑?，的邊?和邊緣2將出現(xiàn)光程差，但是由于兩邊緣傳播的同時(shí)性，光程差將是不被允許的，這就意味這邊緣2必須降低到一個(gè)比更低的速度，也許只有這樣該光量子才能不過(guò)被吸收，而是被反射。（不要問(wèn)我為什么會(huì)這樣，其實(shí)這就跟光從光疏介質(zhì)入射到光密介質(zhì)沒(méi)發(fā)生折射而是發(fā)生反射一樣不好理解，或許是由于光量子的某些微觀結(jié)構(gòu)能夠識(shí)別介質(zhì)1的某些性質(zhì)而阻止了光量子的折射的發(fā)生，比如某一物體由于反射某一特定波長(zhǎng)的光而呈現(xiàn)出特定顏色。）這樣以來(lái)，光的光程將變長(zhǎng)并等于光邊緣1的實(shí)際光程，也等于變慢后的邊緣2的實(shí)際光程，但是大于我們通過(guò)以前的方法求得的幾何光程半個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)間。這時(shí)問(wèn)題就出現(xiàn)了，由于我們求得的幾何光程小于光線的實(shí)際光程半個(gè)波長(zhǎng)時(shí)間，然后再通過(guò)幾何光程計(jì)算預(yù)期的相位就會(huì)與觀測(cè)到的相位（就是實(shí)際相位）出現(xiàn)不符，但我們堅(jiān)信這種計(jì)算方法沒(méi)有錯(cuò)誤，于是我們就把這種現(xiàn)象描述為光經(jīng)過(guò)反射后發(fā)生了相位躍變，同時(shí)反射光有半波損失。其實(shí)光并沒(méi)有發(fā)生波長(zhǎng)損失，只是延遲了半個(gè)波長(zhǎng)的時(shí)間。

3、任何情況下，透射光都沒(méi)有半波損失的解釋。

由圖1，光量子的光線邊緣1的實(shí)際路程小于邊緣2的實(shí)際路程，出現(xiàn)路程上的差異，但是邊緣2的實(shí)際速度大于邊緣1的實(shí)際速度，使得邊緣2從傳播到所用時(shí)間與邊緣1從傳播到所用時(shí)間相等，就是說(shuō)兩邊緣路程雖然不等但是光程相等，我們通過(guò)以前方法求得的幾何光程等于光線邊緣1的幾何光程，就等于光的實(shí)際光程，通過(guò)幾何光程計(jì)算預(yù)期的相位與觀測(cè)到的相位（就是實(shí)際相位）相符，所以我們就說(shuō)透射光沒(méi)有半波損失。

如果我的見(jiàn)解是符合實(shí)際的，那么很多像以上援引的光學(xué)現(xiàn)象將都比較好理解，并希望這一觀點(diǎn)能給一些研究工作者帶來(lái)一些方便。

另外，關(guān)于質(zhì)量和能量如何扭曲時(shí)間的？

我認(rèn)為：引力場(chǎng)的擾動(dòng)使時(shí)間流逝。

量子計(jì)算論文范文第5篇

中科院院士郭光燦最開(kāi)心的事情，莫過(guò)于暢游在量子世界。在這個(gè)深?yuàn)W的研究領(lǐng)域躬耕數(shù)十年，他的探索之旅也愈加深邃。

“量子世界為何是不確定的、概率性的？量子糾纏態(tài)中，為何呈現(xiàn)出幽靈般的超距作用？”接受記者采訪時(shí)，郭光燦鋪陳出一連串盤旋在他頭腦中揮之不去的玄奧問(wèn)題。

盡管量子理論已有百年歷史，但對(duì)于這些問(wèn)題的回答，國(guó)際科學(xué)界至今仍無(wú)定論。

作為中國(guó)量子科技的先行者，郭光燦為國(guó)內(nèi)量子光學(xué)、量子密碼、量子通信和量子計(jì)算等眾多研究領(lǐng)域貢獻(xiàn)了“第一推動(dòng)力”。

這些研究方向如今已成熱門，而他本人則將視野再次轉(zhuǎn)向少人問(wèn)津的“冷門”，開(kāi)始思考量子物理的基本問(wèn)題，嘗試探尋量子世界的本質(zhì)。

“這些是我個(gè)人的研究興趣所在，而年輕學(xué)者很難去進(jìn)行此類研究，我這個(gè)年齡的人正合適?！惫鉅N說(shuō)，沒(méi)有了發(fā)表學(xué)術(shù)論文等各種成果考評(píng)的現(xiàn)實(shí)壓力，他才可以更加自由地思考深層次的物理基礎(chǔ)問(wèn)題。

而對(duì)于他所熟悉的量子信息等“老本行”，郭光燦則希望讓課題組的年輕學(xué)術(shù)帶頭人“大展拳腳”，給他們充分的成長(zhǎng)空間。

事實(shí)上，正是量子信息研究不斷取得新的技術(shù)突破和發(fā)展，為郭光燦的深入思考提供了“靈感之源”。

“技術(shù)發(fā)展后，我們有能力做一些新的實(shí)驗(yàn)，其中有些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象跟之前的理論可能會(huì)有沖突，這該如何解釋？”郭光燦所要做的，就是為此類問(wèn)題尋找答案。他預(yù)計(jì)，在量子力學(xué)誕生兩百年之時(shí)，量子世界的本質(zhì)才有可能會(huì)被揭開(kāi)。

“但很有可能找不到答案，研究工作沒(méi)有新的理論結(jié)果。”在漫長(zhǎng)的求真之路上，郭光燦期待一點(diǎn)一滴的積累。

年過(guò)七旬，身體條件已經(jīng)不允許郭光燦像年輕時(shí)一樣，每天加班加點(diǎn)工作到深夜。然而，從他參加工作起就養(yǎng)成節(jié)假日鉆進(jìn)實(shí)驗(yàn)室、辦公室的老習(xí)慣，至今都沒(méi)有改變。

“我?guī)缀鯖](méi)有休假，哪怕是春節(jié)，過(guò)完節(jié)后的第二天就會(huì)去辦公室?！惫鉅N說(shuō)這是自己的性格使然，不喜歡出去玩，干脆就安排工作。

早八點(diǎn)出門，晚六點(diǎn)回家，郭光燦將工作生活安排得非常有規(guī)律。盡管如此，他每年仍有一半時(shí)間都在出差，參加學(xué)術(shù)會(huì)議、評(píng)審會(huì)議、科普?qǐng)?bào)告等各種活動(dòng)。

出差旅行途中，郭光燦總喜歡戴上耳機(jī)，聆聽(tīng)存放在手機(jī)或MP3中的音樂(lè)，有流行歌曲，也有古典音樂(lè)，以此舒解旅途勞頓。

“我不會(huì)唱歌，但我喜歡不同旋律給人心靈帶來(lái)的激蕩?！惫鉅N笑聲爽朗，說(shuō)自己甚至成了各類音樂(lè)選秀節(jié)目的忠實(shí)觀眾，中國(guó)好聲音、中國(guó)好歌曲、青歌賽等，只要有好節(jié)目一定場(chǎng)場(chǎng)不落。

更多的時(shí)候，郭光燦將業(yè)余時(shí)間留給了閱讀。除了專業(yè)相關(guān)書籍，他近幾年開(kāi)始對(duì)中國(guó)古代哲學(xué)產(chǎn)生濃厚興趣，《易經(jīng)》《道德經(jīng)》《黃帝內(nèi)經(jīng)》是最常翻閱的經(jīng)典。