【摘要】：在1988年,Ahaonov,Albert和Vaidman首次在量子測(cè)量中提出了后選擇弱測(cè)量協(xié)議。它是一類包含被測(cè)系統(tǒng)和指針之間的弱耦合,但對(duì)系統(tǒng)的后選擇導(dǎo)致出人意料的結(jié)果:指針末態(tài)的平均偏移量可以遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出系統(tǒng)可觀測(cè)量的本征值(乘以耦合常數(shù)),這與量子投影測(cè)量形成鮮明對(duì)比。這種效應(yīng)背后的機(jī)制是因?yàn)橄到y(tǒng)可觀測(cè)量的不同本征值所對(duì)應(yīng)的指針態(tài)之間存在相干性。因?yàn)檫@種能夠放大微小量的物理效應(yīng),后選擇弱測(cè)量在不同領(lǐng)域引起了巨大的研究興趣。由于近幾年來的技術(shù)進(jìn)步,其中的弱值已經(jīng)被實(shí)驗(yàn)測(cè)量出,后選弱測(cè)量已被用于測(cè)量各種系統(tǒng)中的小參數(shù),包括光學(xué)系統(tǒng)和原子系統(tǒng)。近來,利用量子激發(fā)技術(shù)來提高量子態(tài)的非經(jīng)典性和量子性增強(qiáng)技術(shù)取得了迅速的進(jìn)展,為精密測(cè)量的研究提供了新的思路。本文研究測(cè)量儀器指針的初態(tài)是多量子激發(fā)相干態(tài)時(shí),指針態(tài)的量子激發(fā)對(duì)二能級(jí)系統(tǒng)在后選擇弱測(cè)量中的影響。本文的主要研究成果如下。在第二章中,利用量子態(tài)的Gluaber-SudarshanP函數(shù)和Wigner函數(shù),研究初始指針態(tài)為多量子激發(fā)相干態(tài)情況下的非經(jīng)典性。通過分析計(jì)算和數(shù)值模擬了多量子激發(fā)相干態(tài)的Gluaber-Sudarshan P函數(shù)和Wigner函數(shù),表明量子態(tài)的非經(jīng)典性區(qū)域隨著量子激發(fā)次數(shù)的增加而增大,而經(jīng)典區(qū)域則縮小。在第三章中,研究了初始指針態(tài)為多量子激發(fā)相干態(tài)時(shí),兩能級(jí)系統(tǒng)的后選擇弱測(cè)量方案。我們通過分析計(jì)算和數(shù)值模擬了后選擇弱測(cè)量過程中測(cè)量指針的偏移量和信噪比(SNR),發(fā)現(xiàn)量子激發(fā)可以增加后選擇弱測(cè)量過程中測(cè)量指針的偏移量和SNR。在第四章中,研究了后選擇弱測(cè)量過程中被測(cè)量子系統(tǒng)與測(cè)量儀器(指針)之間的量子糾纏,利用量子并發(fā)度作為量子糾纏的度量。結(jié)果表明,在某些參數(shù)區(qū)域內(nèi)量子激發(fā)增強(qiáng)被測(cè)量子系統(tǒng)與測(cè)量指針之間的量子糾纏。在第五章中,總結(jié)本論文獲得的主要研究結(jié)果,展望值得進(jìn)一步開展研究的方向。
【圖文】：

逡逑ＡＡＶ通過描述一個(gè)理想實(shí)驗(yàn)，關(guān)于測(cè)量自旋｜粒子的自旋分量弱值的逡逑實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)原理圖如圖１．１所示。在圖１．１中，自旋方向指向彷向，ａ為￥與：ｒ逡逑方向的夾角。測(cè)量過程［７］可以表述為：給一束粒子一定的速度沿ｙ方向逡逑移動(dòng)，首先讓其通過第一個(gè)Ｓｔｅｒｍ－Ｇｅｒｌａｃｈ儀器，將它的磁場(chǎng)強(qiáng)度設(shè)置為非逡逑常弱，這樣粒子的移動(dòng)變化很小，再通過第二個(gè)Ｓｔｅｎｎ－Ｇｅｒｌａｄｉ儀器，設(shè)定逡逑為強(qiáng)磁場(chǎng)，這一束粒子分裂成兩束。然后進(jìn)行后選擇Ａ邋＝邋１，測(cè)出在３方逡逑向的值。逡逑ＡＡＶ提出基于后選擇的弱測(cè)量理論看似微不足道，但產(chǎn)生了顯著的逡逑物理效應(yīng)：通過對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行合適的后選擇，可以得到指針的平均偏移量逡逑遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出本征值范圍的測(cè)量結(jié)果，這和標(biāo)準(zhǔn)的投影量子測(cè)量形成了鮮逡逑

Ｒｅ（ｚ）邐Ｒｅ（ｚ）逡逑圖２．２？．量子激發(fā)相干態(tài)｜ｎ．，邋ａ〉的Ｗｉｇｎｅｒ函數(shù)。其中，相干態(tài)參數(shù)ａ二１，圖⑷－（ｆ）對(duì)逡逑應(yīng)的量子激發(fā)數(shù)１１分別為０，１，２，５，８，１５。逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：O413.1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 胡剛;利用功率循環(huán)提高量子弱測(cè)量系統(tǒng)信噪比的實(shí)驗(yàn)研究[D];華中師范大學(xué);2016年

2 張文喜;成像光譜儀信噪比研究[D];中國科學(xué)院研究生院（西安光學(xué)精密機(jī)械研究所）;2006年

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本文編號(hào)：2621011