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量子計(jì)算基本原理范文第1篇

8月16日1時(shí)40分，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用二號(hào)丁運(yùn)載火箭成功將世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”發(fā)射升空。

量子科學(xué)，對(duì)絕大多數(shù)人來(lái)說(shuō)十分高冷。但當(dāng)它與信息技術(shù)相連，就與我們每個(gè)人息息相關(guān)。當(dāng)今社會(huì)，信息的海量傳播背后也充斥著信息泄露的風(fēng)險(xiǎn)。而量子科學(xué)則為信息安全提供了“終極武器”。

量子衛(wèi)星首席科學(xué)家、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授、中科院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心主任潘建偉院士介紹，量子通信的安全性基于量子物理基本原理，單光子的不可分割性和量子態(tài)的不可復(fù)制性保證了信息的不可竊聽(tīng)和不可破解，從原理上確保身份認(rèn)證、傳輸加密以及數(shù)字簽名等的無(wú)條件安全，可從根本上、永久性解決信息安全問(wèn)題。

那么，量子衛(wèi)星具體將會(huì)在哪些方面給我們的生活帶來(lái)影響呢？“瞬間移動(dòng)”、“信息絕密”真的可以實(shí)現(xiàn)嗎？潘建偉院士將對(duì)這些問(wèn)題進(jìn)行一一解答。

問(wèn)題1：量子究竟是什么？

量子是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元，是能量的最基本攜帶者，不可再分割。比如，光子是光能量的最小單元，不存在“半個(gè)光子”，同理，也不存在“半個(gè)氫原子”“半個(gè)水分子”等等。量子世界中有兩個(gè)基本原理：

――量子疊加，就是指一個(gè)量子系統(tǒng)可以處在不同量子態(tài)的疊加態(tài)上。著名的“薛定諤的貓”理論曾經(jīng)形象地表述為“一只貓可以同時(shí)既是活的又是死的”。

――量子糾纏，類(lèi)似孫悟空和他的分身，二者無(wú)論距離多遠(yuǎn)都“心有靈犀”。當(dāng)兩個(gè)微觀粒子處于糾纏態(tài)，不論分離多遠(yuǎn)，對(duì)其中一個(gè)粒子的量子態(tài)做任何改變，另一個(gè)會(huì)立刻感受到，并做相應(yīng)改變。

問(wèn)題2：世界上真有“絕對(duì)安全”的通信嗎？

這得先說(shuō)說(shuō)通信中信息是如何被竊取的。傳統(tǒng)光通信是通過(guò)光的強(qiáng)弱變化傳輸信息。從中分出一丁點(diǎn)光并不影響其他光繼續(xù)傳輸信息，測(cè)量這一丁點(diǎn)光原理上就能竊取信息。

量子通信則完全不同！竊聽(tīng)者如果想攔截量子信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)量，將不可避免地破壞攜帶密鑰信息的量子態(tài)。根據(jù)量子“測(cè)不準(zhǔn)定理”，這種破壞必然會(huì)被信息發(fā)送者和接收者所發(fā)現(xiàn)。

是否可以不破壞傳輸?shù)牧孔討B(tài)，只截取并復(fù)制，再繼續(xù)發(fā)送？這已被“量子不可克隆定理”完全排除，于是也就保證了量子通信的絕對(duì)安全。

問(wèn)題3：量子科學(xué)和技術(shù)究竟將帶來(lái)一個(gè)怎樣的未來(lái)？

量子科學(xué)和技術(shù)其實(shí)已經(jīng)在方方面面影響著我們的日常生活。我們目前正在廣為使用的計(jì)算機(jī)、手機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)和導(dǎo)航，包括醫(yī)院里的磁共振成像等等，無(wú)一不得益于量子科學(xué)和技術(shù)。

用發(fā)展的眼光看，隨著微納加工、超冷原子量子調(diào)控等技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類(lèi)將能夠制備出越來(lái)越復(fù)雜、功能越來(lái)越強(qiáng)大的各種人造量子系統(tǒng)，例如包括量子計(jì)算機(jī)芯片在內(nèi)的各種量子電路，其功能和信息處理能力將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們目前正在使用的經(jīng)典芯片，并且更加節(jié)能；再如可望制備出達(dá)到量子極限的能量收集和轉(zhuǎn)換器件，將引發(fā)能源變革；也有望大幅提升對(duì)時(shí)間、位置、重力等物理量超高精度的測(cè)量，不僅實(shí)現(xiàn)超高精度的潛艇定位、醫(yī)學(xué)檢測(cè)等，也將加深對(duì)物理學(xué)基本原理的認(rèn)識(shí)。

總之，量子科學(xué)和技術(shù)的廣泛應(yīng)用最終將把人類(lèi)社會(huì)帶入到量子時(shí)代，實(shí)現(xiàn)更高的工作效率、更安全的數(shù)據(jù)通信，以及更方便和更綠色的生活方式。

問(wèn)題4：量子技術(shù)什么時(shí)候才能“飛入尋常百姓家”？

量子通信目前已經(jīng)實(shí)現(xiàn)在金融、政務(wù)系統(tǒng)等中的使用。要讓每個(gè)人都用上，樂(lè)觀的話需要10到15年。這需要對(duì)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行改造，還涉及到標(biāo)準(zhǔn)制定。到時(shí)候，個(gè)人的網(wǎng)上銀行、手機(jī)支付、信用卡等就再也不怕被盜號(hào)，“棱鏡門(mén)”那樣的泄密事件也不會(huì)發(fā)生了。

而量子計(jì)算目前仍然處于基礎(chǔ)研究的階段，前進(jìn)道路上還面臨著巨大的挑戰(zhàn)，不知道在二三十年的時(shí)間內(nèi)能否實(shí)現(xiàn)初步應(yīng)用。一旦取得進(jìn)展，其意義將是極其重大的。這需要一個(gè)過(guò)程，依賴于量子通信網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，應(yīng)用成本也會(huì)逐漸下降。

問(wèn)題5：“量子態(tài)隱形傳輸”意味著能實(shí)現(xiàn)《星際迷航》里的瞬間移動(dòng)嗎？

“量子態(tài)隱形傳輸”是基于量子疊加和量子糾纏的特性，使甲地某一粒子的未知量子態(tài)，可以在乙地的另一粒子上還原出來(lái)。其實(shí)傳輸?shù)氖橇Ｗ拥牧孔討B(tài)，而不是粒子本身。這種狀態(tài)傳送的速度上限仍然是光速，也不是“瞬間移動(dòng)”。

現(xiàn)在，在光子、原子等層面已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了量子態(tài)隱形傳輸。電影里“大變活人”在原理上是允許的，但目前還遠(yuǎn)遠(yuǎn)做不到。因?yàn)榭苹秒娪袄锶说膫魉?，不僅需要把人的實(shí)體部分的大量原子、分子傳送，并且嚴(yán)格按照原來(lái)的相對(duì)位置重新排列起來(lái)，更何況重現(xiàn)意識(shí)和記憶就更復(fù)雜了。

不過(guò)，隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，也許未來(lái)我們還是可以實(shí)現(xiàn)人的量子態(tài)隱形傳輸，到那時(shí)星際旅行就不是夢(mèng)啦。

量子計(jì)算基本原理范文第2篇

Physics of Nanostructured

Solid State Devices

2012，551p

Hardcover

ISBN9781461411406

隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步，人類(lèi)科技已進(jìn)入納米時(shí)代，應(yīng)用于光子學(xué)、電子學(xué)等的納米結(jié)構(gòu)固體器件正以飛速發(fā)展的態(tài)勢(shì)引起人們?cè)絹?lái)越濃的研究興趣。當(dāng)器件尺寸接近甚至小于電子的特征自由程時(shí)，量子現(xiàn)象開(kāi)始占據(jù)統(tǒng)治地位，一些固體器件展現(xiàn)了新穎的特性。對(duì)于這些特性背后的物理原理和概念，本書(shū)進(jìn)行了細(xì)致深入的分析。

本書(shū)共分為9章：1.穩(wěn)態(tài)的“漂移擴(kuò)散模型”在固體中的電子傳輸。本章從介紹基本的漂移擴(kuò)散模型開(kāi)始，引入有效的漂移擴(kuò)散方程用來(lái)計(jì)算穩(wěn)態(tài)的運(yùn)輸下固體器件中載體濃度和電流密度。2.討論了更復(fù)雜的基于電荷傳輸模型的玻耳茲曼的輸運(yùn)方程（BTE）。本章從基本原理出發(fā)，推導(dǎo)廣義力矩方程中存在的電荷傳輸局域和非局域的影響。3.回顧了量子力學(xué)中的基本概念、算符以及一些定義，介紹了量子阱、量子線和量子點(diǎn)，以及隨時(shí)間變化的擾動(dòng)理論等。本章目的是為納米結(jié)構(gòu)的固態(tài)器件提供必不可少的理論知識(shí)和必備的量子理論基礎(chǔ)。4.基于時(shí)間無(wú)關(guān)微擾理論中，計(jì)算能帶結(jié)構(gòu)的方法。能帶結(jié)構(gòu)在納米固體器件中，特別是光器件，起著至關(guān)重要的作用。本章討論了4個(gè)不同的能帶結(jié)構(gòu)的計(jì)算方法：近自由電子法、正交平面波（OPW）擴(kuò)展方法、緊約束近似（TBA）和波矢動(dòng)量理論。5.在傳輸機(jī)制中時(shí)間有關(guān)的微擾理論的應(yīng)用。6.電子- 光子相互作用及其對(duì)固體器件性能的影響，介紹了光學(xué)中的一些概念，如自發(fā)輻射、受激發(fā)射等。7.在磁場(chǎng)中的電子的行為，介紹了狄拉克方程和泡利方程、薛定諤方程，以及量子霍爾效應(yīng)（FQHE）。8.一些通常的量子輸運(yùn)方程。9.基于第8章原理而開(kāi)發(fā)研制的一些實(shí)際的量子器件。

作者Supriyo Bandyopadhyay 在全美三個(gè)大學(xué)教授電子學(xué)理論、固體物理的研究生課程長(zhǎng)達(dá)25年，具有非常豐富的教學(xué)研究經(jīng)驗(yàn)。本書(shū)依據(jù)作者的教學(xué)材料所編撰。一旦讀者們能夠把握并熟悉掌握書(shū)中提出的概念，他們將能夠很容易地處理更加困難和專(zhuān)業(yè)的研究論題。

本書(shū)適合電子學(xué)和物理學(xué)專(zhuān)業(yè)背景的本科畢業(yè)生及一年級(jí)的研究生，讀者應(yīng)對(duì)固態(tài)物理、量子力學(xué)有一定的了解。本書(shū)可使讀者對(duì)電子學(xué)和應(yīng)用物理學(xué)中的重要概念有更深入的理解和認(rèn)識(shí)。

楊盈瑩，助理研究員

（中國(guó)科學(xué)院半導(dǎo)體研究所）

量子計(jì)算基本原理范文第3篇

特斯拉增強(qiáng)型自動(dòng)輔助駕駛

機(jī)構(gòu)：特斯拉電動(dòng)汽車(chē)公司

創(chuàng)新是特斯拉的主題、是特斯拉的核心，特斯拉增強(qiáng)型自動(dòng)輔助駕駛，促進(jìn)實(shí)現(xiàn)人、車(chē)、路和諧互聯(lián)的未來(lái)交通。

場(chǎng)景應(yīng)用：當(dāng)駕駛員使用鑰匙啟用召喚功能，車(chē)輛會(huì)自動(dòng)駛出車(chē)庫(kù)，并探測(cè)駕駛員所在位置，停靠到駕駛員附近，隨后駕駛員進(jìn)入車(chē)輛，發(fā)動(dòng)汽車(chē)上路，開(kāi)始感受一段融合了尖端科技所帶來(lái)的愉快旅程。

IBM Watson 2016

機(jī)構(gòu)：國(guó)際商業(yè)機(jī)器公司

科學(xué)都是在于發(fā)現(xiàn)，在于探索，在于求知，而科技在于發(fā)明，在于創(chuàng)造，在于造福人類(lèi)。

場(chǎng)景應(yīng)用：Watson在未來(lái)醫(yī)療健康領(lǐng)域的應(yīng)用將大放異彩。遠(yuǎn)程醫(yī)療依然需要一位醫(yī)生對(duì)遠(yuǎn)端的醫(yī)生提供指導(dǎo)，而Watson計(jì)算機(jī)將來(lái)可以同時(shí)為老少邊窮的醫(yī)院提供技術(shù)支撐。試想一下，計(jì)算機(jī)可以看得懂所有的化驗(yàn)報(bào)告、醫(yī)學(xué)圖像、MIT片；試想一下，計(jì)算機(jī)可以看得懂基因圖譜。這樣一來(lái)，老少邊窮的醫(yī)院可以獲得等同于三甲醫(yī)院的服務(wù)，這是遠(yuǎn)程醫(yī)療無(wú)法比擬的。

以飛天開(kāi)放平臺(tái)為基礎(chǔ)的大規(guī)模分布式高可用電子商務(wù)交易處理平臺(tái)

機(jī)構(gòu)：阿里巴巴（中國(guó)）軟件有限公司浙江螞蟻小微金融服務(wù)集團(tuán)有限公司

飛天平臺(tái)在電子商務(wù)交易平臺(tái)基礎(chǔ)之上，不斷推出人工智能服務(wù)，端到端完整的購(gòu)物支付購(gòu)買(mǎi)場(chǎng)景現(xiàn)在已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。

場(chǎng)景應(yīng)用：以飛天開(kāi)放平臺(tái)為基礎(chǔ)的阿里巴巴大規(guī)模、分布式、高可用電子商務(wù)交易處理平臺(tái)，具備支撐每秒數(shù)十萬(wàn)筆的高并發(fā)交易能力和彈性伸縮能力，為幾億用戶提供安全、便捷、個(gè)性化的購(gòu)物體驗(yàn)，并已通過(guò)阿里云對(duì)外服務(wù)，實(shí)現(xiàn)普惠科技價(jià)值。

卡巴斯基工控安全平臺(tái)2016

機(jī)構(gòu)：卡巴斯基實(shí)驗(yàn)室

技術(shù)的發(fā)展帶來(lái)了新的機(jī)遇，給企業(yè)和工業(yè)帶來(lái)了很多機(jī)遇，現(xiàn)在所有的設(shè)備都可以連網(wǎng)，但與此同時(shí)，也給社會(huì)帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。因此，我們必須要有新的技術(shù)來(lái)應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)和威脅。

場(chǎng)景應(yīng)用：KICS軟件可以保護(hù)各個(gè)行業(yè)的工業(yè)企業(yè)，包括能源行業(yè)、化工行業(yè)、油氣行業(yè)、鋼鐵制造、水資源管理、食品加工等等，而且KICS在保護(hù)網(wǎng)絡(luò)的同時(shí)，不會(huì)影響整個(gè)工業(yè)流程。

量子通信技術(shù)

機(jī)構(gòu)：中國(guó)科學(xué)院量子信息與量子科技前沿卓越創(chuàng)新中心

量子計(jì)算基本原理范文第4篇

本書(shū)介紹現(xiàn)代振動(dòng)光譜學(xué)和微光譜學(xué)的基本理論、儀器及其在生物醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用。首先介紹了它們應(yīng)用于小分子領(lǐng)域的基本原理，隨后拓展到本書(shū)的主題――大分子，并著重介紹了實(shí)驗(yàn)，最后介紹了在醫(yī)學(xué)診斷方面的應(yīng)用。本書(shū)的特色是把微光譜學(xué)原理與傳統(tǒng)的振動(dòng)光譜學(xué)原理和背景相結(jié)合。本書(shū)共分2部分，15章。第1部分 涵蓋了傳統(tǒng)的振動(dòng)光譜學(xué)，紅外光譜學(xué)和拉曼光譜學(xué)的基本理論和儀器，以及振動(dòng)光譜學(xué)的一些新領(lǐng)域例如共振和非線性拉曼效應(yīng)、振動(dòng)旋光性、時(shí)間分辨光譜學(xué)和計(jì)算方法，含第1-9章：1.分子振動(dòng)的傳統(tǒng)模型和量子力學(xué)描述；2.振動(dòng)光譜的對(duì)稱性理論和群論，拉曼散射的選擇定則，以及幾種小分子的振動(dòng)模型；3.紅外輻射與分子間相互作用原理，觀測(cè)紅外光譜的不同儀器，并對(duì)搜集數(shù)據(jù)的方法進(jìn)行了討論；4.拉曼光譜學(xué)，包括拉曼光譜的極化，拉曼光譜和熒光光譜的區(qū)別等；5.深入介紹振動(dòng)光譜學(xué)的細(xì)節(jié)；6.一些專(zhuān)門(mén)的拉曼方法，包括共振、表面加強(qiáng)和非線性拉曼技術(shù)；7.振動(dòng)光譜學(xué)中的時(shí)間分辨方法；8.振動(dòng)光學(xué)活性；9.討論振動(dòng)頻率和強(qiáng)度的計(jì)算。第2部分 振動(dòng)光譜學(xué)和微光譜學(xué)在生物物理學(xué)和醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，含第10-15章：10.振動(dòng)光譜學(xué)在生物物理學(xué)中的應(yīng)用；11.振動(dòng)微光譜學(xué)；12.微光譜中的數(shù)據(jù)預(yù)處理和數(shù)據(jù)處理問(wèn)題；13.醫(yī)學(xué)診斷細(xì)胞和組織的紅外微光譜；14.醫(yī)學(xué)診斷中細(xì)胞和組織的拉曼微光譜；15.對(duì)全書(shū)的總結(jié)。

振動(dòng)光譜學(xué)和微光譜學(xué)開(kāi)辟了生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的新方法，并且開(kāi)拓了光譜細(xì)胞病理學(xué)和光譜組織病理學(xué)這些全新的領(lǐng)域。

本書(shū)面向具有一定化學(xué)和物理知識(shí)背景的讀者，如研究生一年級(jí)學(xué)生。

量子計(jì)算基本原理范文第5篇

立足大背景　尋求新發(fā)展

量子信息物理，顧名思義，這是一個(gè)由信息科學(xué)與量子力學(xué)學(xué)科交叉產(chǎn)生的、全新的研究方向。

“這門(mén)學(xué)科的出現(xiàn)有其重要的意義?！贝藓榻B，“根據(jù)摩爾(Moore)定律，每18個(gè)月，計(jì)算機(jī)微處理器的速度就會(huì)增長(zhǎng)一倍，其中單位面積(或體積)上集成的元件數(shù)目也會(huì)相應(yīng)地增加?？梢灶A(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，芯片元件就會(huì)達(dá)到它能以經(jīng)典方式工作的極限尺度。因此，如何突破這種尺度極限是當(dāng)代信息科學(xué)所面臨的一個(gè)重大科學(xué)問(wèn)題。量子信息的研究就是充分利用量子物理基本原理的研究成果，發(fā)揮量子相干特性的強(qiáng)大作用，探索以全新的方式進(jìn)行計(jì)算、編碼和信息傳輸?shù)目赡苄?，為突破芯片極限提供新概念、新思路和新途徑。”“量子力學(xué)與信息科學(xué)結(jié)合，不僅充分顯示了學(xué)科交叉的重要性，而且量子信息的最終物理實(shí)現(xiàn)，會(huì)導(dǎo)致信息科學(xué)觀念和模式的重大變革?！贝藓f(shuō)。

時(shí)至今日，量子信息技術(shù)的發(fā)展不僅引起了學(xué)術(shù)界的關(guān)注，各發(fā)達(dá)國(guó)家也針對(duì)其制定了本國(guó)的研究發(fā)展規(guī)劃，以期搶占未來(lái)信息科技的制高點(diǎn)，并投入大量人力、物力用于支撐該領(lǐng)域的基礎(chǔ)性、前瞻性的研究。我國(guó)也于2006年9月了國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006-2020年)，將以量子調(diào)控技術(shù)為代表的量子信息技術(shù)的研究納入到基礎(chǔ)研究重大科學(xué)研究計(jì)劃當(dāng)中。正如《綱要》中所描述的那樣：“以微電子為基礎(chǔ)的信息技術(shù)將達(dá)到物理極限，對(duì)信息科技發(fā)展提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，人類(lèi)必須尋求新出路，而以量子效應(yīng)為基礎(chǔ)的新的信息手段初露端倪，并正在成為發(fā)達(dá)國(guó)家激烈競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)。量子調(diào)控就是探索新的量子現(xiàn)象，發(fā)展量子信息學(xué)、關(guān)聯(lián)電子學(xué)、量子通信、受限小量子體系及人工帶隙系統(tǒng)，構(gòu)建未來(lái)信息技術(shù)理論基礎(chǔ)，具有明顯的前瞻性，有可能在20～30年后對(duì)人類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)生難以估量的影響。”崔海濤團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目就是在這一大背景下展開(kāi)，致力于解決量子信息技術(shù)中關(guān)鍵的、基礎(chǔ)性的問(wèn)題，并對(duì)相關(guān)實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生重要的理論指導(dǎo)作用。

緊扣量子糾纏　順通量子信息

細(xì)看崔海濤的研究履歷，其關(guān)鍵詞便是“量子糾纏”。

“如果說(shuō)量子信息主要是基于量子力學(xué)的相干特征、重構(gòu)密碼、計(jì)算和通訊的基本原理，那么，量子糾纏在其中發(fā)揮的是非常重要而且非常基本的作用?！痹诙嗄甑膶W(xué)習(xí)和研究過(guò)程中，崔海濤認(rèn)識(shí)到，一方面，許多重要的量子信息技術(shù)都需要量子糾纏的參與才能實(shí)現(xiàn)，例如，量子遠(yuǎn)程傳態(tài)、量子保密通訊、量子密鑰分發(fā)等；另一方面，由于量子體系與其他自由度的相互作用，這種作用最終導(dǎo)致體系的自由度與其他自由度的量子糾纏，由于環(huán)境選擇的結(jié)果，量子體系的相干性質(zhì)會(huì)逐漸消失，此即所謂退相干過(guò)程。退相干是實(shí)現(xiàn)量子信息過(guò)程所面臨的最大障礙，如何有效克服退相干，延長(zhǎng)量子體系的相干時(shí)間是當(dāng)前量子信息技術(shù)研究的前沿課題?！熬褪沁@樣奇特的物理性質(zhì)，物理學(xué)家們對(duì)它的理解至今也非常有限，這嚴(yán)重制約了量子信息技術(shù)的發(fā)展，因此，建立對(duì)量子糾纏普遍的物理理解已經(jīng)成為當(dāng)今量子信息領(lǐng)域最為急迫需要解決的問(wèn)題之一。”

如何建立對(duì)多體量子態(tài)糾纏的普遍理解?如何在具體的物理系統(tǒng)中制備糾纏的量子多體態(tài)?看上去，只要解決了這兩個(gè)問(wèn)題，量子糾纏就不再是瓶頸，然而，真的如此簡(jiǎn)單么?“最直觀的做法是將兩體糾纏的理解推廣到多體。但經(jīng)事實(shí)證明，這種推廣具有很大的局限，因?yàn)榱孔佣囿w態(tài)的糾纏具有遠(yuǎn)比兩體糾纏更為豐富的內(nèi)容?！苯又?，崔海濤進(jìn)行了舉例說(shuō)明，“在3量子比特中，存在兩個(gè)隨機(jī)定域操作與經(jīng)典通訊操作下不等價(jià)的三體糾纏態(tài)；GHZ態(tài)和W態(tài)。它們都是真正的三體糾纏態(tài)，卻表現(xiàn)出完全不同的糾纏性質(zhì)。對(duì)于GHZ態(tài)，任意一個(gè)或兩個(gè)量子比特的約化密度矩陣都是單位陣；而W態(tài)，通過(guò)對(duì)任一量子比特的測(cè)量，可以得到其他兩個(gè)量子比特的最大糾纏態(tài)。4個(gè)量子比特情況就更為復(fù)雜，迄今為止也沒(méi)有一個(gè)完整的分類(lèi)。”

直觀推廣不成，崔海濤又開(kāi)始考慮換角度鉆研。他認(rèn)為，多體糾纏的度量應(yīng)該包括兩方面的內(nèi)容：糾纏模式(pattern)和糾纏強(qiáng)度(intensity)。糾纏強(qiáng)度即糾纏的大小，現(xiàn)已有一些比較好的度量方式，如幾何糾纏；糾纏模式則是指對(duì)應(yīng)多體糾纏的分類(lèi)。而伴隨著糾纏模式，又出現(xiàn)了一個(gè)新的問(wèn)題――多體態(tài)不同糾纏模式表示什么樣的物理意義?“因?yàn)檫@涉及到如何在實(shí)驗(yàn)室中制備不同的多體糾纏。不同的糾纏模式必然對(duì)應(yīng)完全不同的物理性質(zhì)，SLOCC不等價(jià)關(guān)系的存在也限制了從‘最大糾纏態(tài)’得到其他任意糾纏態(tài)的可能。對(duì)于不同的糾纏模式，我們需要不同的物理系統(tǒng)(Hamilton量)來(lái)制備。這些系統(tǒng)之間又是怎樣的關(guān)系呢?”

為了解惑，在國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“幾何相與量子糾纏的理論研究”和“多體系統(tǒng)中的量子糾纏及其幾何分類(lèi)的理論研究”的支持下，崔海濤帶領(lǐng)研究團(tuán)隊(duì)在此研究方向上刻苦鉆研多年，并取得了一些深刻的認(rèn)識(shí)。通過(guò)附加對(duì)稱性的要求，例如，量子態(tài)的平移不變性質(zhì)，他們發(fā)現(xiàn)完全可以普遍地建立這些多體糾纏態(tài)間的等價(jià)關(guān)系。而且，經(jīng)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，這些等價(jià)關(guān)系可以通過(guò)態(tài)的幾何性質(zhì)很好地區(qū)分。也就是說(shuō)，不等價(jià)的多體糾纏對(duì)應(yīng)體系的不同幾何結(jié)構(gòu)。更為重要的是，這些幾何結(jié)構(gòu)可以通過(guò)幾何相物理地加以描述。多體糾纏中的非平庸幾何結(jié)構(gòu)的發(fā)現(xiàn)并不是孤立的，聯(lián)系最近凝聚態(tài)體系中相關(guān)幾何效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)，有理由相信他們之間存在某種形式的聯(lián)系。相關(guān)的研究工作正在進(jìn)行中。

事實(shí)上，圍繞多體系統(tǒng)中的幾何相與量子糾纏的理論問(wèn)題，崔海濤自攻讀博士期間就產(chǎn)生了濃厚的興趣。特別是近5年來(lái)，陸續(xù)發(fā)表了一些高水平的學(xué)術(shù)成果，并主持承擔(dān)了一些科研項(xiàng)目。迄今為止共發(fā)表學(xué)術(shù)論文22篇，均為SCI收錄，論文總引用次數(shù)137次，他引超過(guò)80次。其中，有7篇文章發(fā)表在國(guó)際權(quán)威物理學(xué)期刊“Physical Review A”上。2007年發(fā)表在“Physics Letter A”上的論文“A Study on the suddendeath of entanglement”已被引用60次(他引57次)，其他論文亦有不同程度的引用。

對(duì)于熱愛(ài)這項(xiàng)研究的崔海濤來(lái)說(shuō)，這種對(duì)未知科學(xué)世界的探索是他甘之如飴的興趣和追求，也是他情愿腳踏實(shí)地“做一輩子的職業(yè)”。