表 1:研究中考虑的功能连接指标 FC 指标缩写类别参考瞬时相干性瞬时频谱相干性[31]虚相干性 ImCoh 频谱相干性[32]锁相值 PLV 相位估计[33]相位滞后指数 PLI 相位估计[34]平方 wPLI 的去偏估计量 wPLI2-d 相位估计[35]幅度包络耦合 AEC 幅度耦合[36、37]
可以使用多个脉冲序列 [2, 3] 来激发多量子相干性,并在演化时间之后将其转换为可观察到的单量子相干性。z 滤波脉冲序列如图5.1 所示,于 1996 年 [4, 5] 推出,至今仍在使用。第一和第二个脉冲应用了最高的 RF 功率。第一个脉冲激发多量子相干性,第二个脉冲将它们转换回零量子相干性。对于 𝜈𝜈 RF,第三个脉冲 ( π /2) 大约弱一个数量级,并且相应地更长,以便仅激发中心跃迁。它将不可观测的零量子相干性和群体(𝑝𝑝 = 0)转换为可观测的单量子相干性(𝑝𝑝 = −1)。图5.1 显示了自旋 5/2 核的对称三量子路径(0 → ± 3 → 0 → − 1)和对称五量子路径(0 → ± 5 → 0 → − 1)。虽然只有一个 p 符号会产生可以观察到的回声(参见公式(5.02)),但在尝试生成没有色散失真的 2D MQMAS 光谱时,必须同时获取 ± p 相干性传输路径 [2, 3, 6]。对称通路从回声通路和反回声通路产生相等的信号贡献。
量子相干性是量子力学中最基本的物理资源之一,可用于量子光学[1]、量子信息和量子计算[2]、热力学[3, 4]和低温热力学[5–8]。相干量化不仅是量子理论中最重要的成分之一,也是实际应用中最重要的成分之一。最近,基于正算子值测量(POVM)的相干性资源理论在[9–11]中得到了研究。由于 POVM 是最普遍的量子测量类型,这种方法使我们可以从更根本的角度理解相干性。在参考文献[12]中,作者建立了一个一致的资源理论框架来量化相干性。在该理论中,相干性描述了量子态相对于固定正交基的叠加。从那时起,人们做了大量工作来丰富这一理论[13–18]。该框架在相干性测量方面存在一些重要的局限性。不同的相干性测度可能反映量子系统不同的物理方面[19–25]。设 H 是一个有限维希尔伯特空间,具有正交基 {| i ⟩} di =1 。在这个基中,对角密度矩阵是自由态[26],也称为非相干态。我们将非相干量子态集标记为 I ,
量子力学最引人注目的特性之一是,量子系统的状态可以表示为不同物理态的相干叠加,即与某些可观测量的实际可测值相对应的特征态。由于这些特征态构成了完全可区分状态的基础,因此这种线性展开的系数也取决于该基础。所有纯量子特性都与量子相干性的存在密切相关,量子相干性在实验中表现为干涉和量子涨落 [1]。人们确实认为,从经典世界到量子世界的转变是由于退相干 [2]。保持量子相干并从而对抗退相干是量子信息处理协议 [6] 面临的最基本挑战之一 [3–5]。近年来,相干性的定量理论取得了一些进展[7–9],并被应用于量子计量学[10,11]、量子基础[12,13]、量子生物学[14]和量子热力学[15,16]等领域。这种方法也促使人们努力将相干性的量化从量子态扩展到量子操作[17–21]。特别地,一个浮现出来的概念是量子图的相干性生成功率[22–25],即给定一类量子操作平均可以获得多少相干性。相干性概念本身与量子系统的局部性无关[8]。换言之,定义相干性的基础不一定需要希尔伯特空间的任何底层张量积结构,例如纠缠就是如此。另一方面,由于人们可以访问可观测量,每个现实的量子操作都是局部的[26]。为此,提出了几种考虑子系统结构的方法[27-31]。所采用的基本思想之一是考虑非相干态和操作,同时尊重希尔伯特空间的底层局部结构,从而获得相干性和纠缠之间的各种混合。在本文中,我们提出了可局域相干性的概念,即将相干性存储在特定
摘要 近来,人们对相干性作为量子热力学资源的问题产生了浓厚的兴趣。然而,迄今为止,分析主要集中在一些人为的理论模型上。我们试图通过研究量子光学相干性的“催化”性质,将这些想法更接近实验研究。这里考虑了相干态腔场与两级原子序列的相互作用,这种状态在量子光学中普遍存在,是稳定的经典光源的模型。使用 Jaynes - Cummings 相互作用哈密顿量,可以形成动力学的精确解,并分析原子和腔态随每次原子场相互作用的演变。以这种方式,当相干性转移到原子序列时,可以检查相干态的退化。在使用相干性作为热力学资源的背景下,腔模式中相干性的相关退化是重要的。
量子相干性是量子力学的一个基本特征,允许量子态叠加,是量子信息处理的资源。非同质粒子和同质粒子的相干性以根本不同的方式出现。对于后者,存在与不可区分性相关的独特贡献,而非同质粒子则不会出现这种贡献。在这里,我们通过光学装置通过实验证明了这种对量子相干性的额外贡献,表明其量直接取决于不可区分性的程度,并在量子相位鉴别协议中利用了它。此外,设计的装置允许用光子模拟费米子粒子,从而评估交换统计在相干性产生和利用中的作用。我们的实验证明,独立的不可区分粒子可以为量子增强计量学提供可控的相干性和纠缠资源。
振动极性子是通过光腔中分子振动和光子模式的强耦合形成的。实验表明,振动强耦合可以改变分子特性,甚至会影响化学反应性。然而,分子集合中的相互作用是复杂的,并且尚未完全了解导致修饰的确切机制。我们基于双量子相干技术模拟了分子振动极化子的二维红外光谱,以进一步深入了解这些混合光 - 制成状态的复杂多体结构。双重量子相干性独特地分辨出杂交光 - 偏振子的激发,并允许人们直接探测所得状态的非谐度。通过将腔体出生的腔体 - oppenheimer hartree -fock ansatz与相应特征状态的完整量子动力学模拟结合在一起,我们超越了简化的模型系统。这使我们能够研究自动极化的影响以及电子结构对腔体相互作用在光谱特征上的响应,甚至超出了单分子情况。
摘要 近来,人们对相干性作为量子热力学资源的问题产生了浓厚的兴趣。然而,迄今为止,分析主要集中在一些人为的理论模型上。我们试图通过研究量子光学相干性的“催化”性质,将这些想法更接近实验研究。这里考虑了相干态腔场与两级原子序列的相互作用,这种状态在量子光学中普遍存在,是稳定的经典光源的模型。使用 Jaynes - Cummings 相互作用哈密顿量,可以形成动力学的精确解,并分析原子和腔态随每次原子场相互作用的演变。以这种方式,当相干性转移到原子序列时,可以检查相干态的退化。在使用相干性作为热力学资源的背景下,腔模式中相干性的相关退化是重要的。
摘要。本文介绍了 COTUR(使用激光雷达测量湍流相干性)活动期间的测量策略和收集的数据集。该现场试验于 2019 年 2 月至 2020 年 4 月在挪威西南海岸进行。相干性量化了涡流的空间相关性,在海洋大气边界层中鲜为人知。这项研究的动机是需要更好地表征横向相干性,横向相干性部分决定了多兆瓦海上风力涡轮机的动态风荷载。在 COTUR 活动期间,使用陆基遥感技术研究了相干性。仪器设置包括三个远程扫描多普勒风激光雷达、一个多普勒风激光雷达剖面仪和一个被动微波辐射计。 WindScanner 软件和 LidarPlanner 软件同时用于将三个扫描头定位到由激光雷达风廓线仪提供的平均风向。辐射计仪器通过提供大气边界层中的温度和湿度廓线来补充这些测量。扫描光束略微向上指向以记录表面层内和表面层上方的湍流特性,从而进一步了解表面层缩放在模拟海上风力涡轮机湍流风荷载方面的适用性。初步结果显示横向相干性随扫描距离的变化有限。横向相干性的略微增加
纠缠是量子技术的关键资源,是令人兴奋的多体现象的根源。然而,当现实世界的量子系统与其环境相互作用时,量化其两部分之间的纠缠是一项挑战,因为后者将跨边界的经典关联与量子关联混合在一起。在这里,我们使用混合态的算子空间纠缠谱有效地量化了这种现实开放系统中的量子关联。如果系统具有固定电荷,我们表明谱值的子集编码了不同跨边界电荷配置之间的相干性。这些值的总和,我们称之为“配置相干性”,可用作跨边界相干性的量化器。至关重要的是,我们证明了对于纯度非增映射,例如具有 Hermitian 跳跃算子的 Lindblad 型演化,配置相干性是一种纠缠度量。此外,可以使用状态密度矩阵的张量网络表示有效地计算它。我们展示了在存在失相的情况下在链上移动的无自旋粒子的配置相干性。我们的方法可以量化广泛系统中的相干性和纠缠,并激发有效的纠缠检测。