[00132150]基于少体关联系统的量子态调控与探测的研究

在量子关联系统中,粒子之间的相互作用可诱导出许多奇异的物理现象。如之前引起大家广泛关注的多粒子体系中的高温超导、分数量子霍尔效应、量子相变等典型的凝聚态物理现象。特别是随着近几年科学技术的发展,使得基于关联系统量子计算的物理实现成为了可能。在此情况下人们更加关注粒子间的相互作用对于物质波动力学行为的影响,从而使得调控与探测量子态成为了关联系统中进行量子计算的关键问题。在本项目中,我们以关联系统为研究平台,主要研究了以下三个方面的问题：（1）基于赫伯德模型,我们研究了粒子之间的关联对于量子态动力学性质的影响。通过构建关联体系下两粒子精确解,发现了束缚粒子团簇稳定存在的阈值,并给出了其动力学操控的方案。以此为基础,提出了束缚粒子对单向输运的方案。另一方面,通过两粒子散射行为,我们发现了自旋-电荷分离的概念并以此为基础提出了远程纠缠对相干产生的方案。（2）基于量子力学的光学模拟,在二维弯曲波导阵列中实现了两粒子系统中布洛赫振荡现象的光学仿真,并将此结论推广到非厄米系统的光学仿真。另一方面,基于布洛赫振荡对于外场的敏感性,我们在光学体系中模拟了粒子对关联特性的周期性恢复现象。（3）针对复数相互作用的非厄米系统,我们通过少粒子波包的碰撞散射行为给出了其物理对应,并提出了复数例外点存在的动力学指征,即粒子对的碰撞完全湮灭。除了以上的研究内容,我们还发展了构造具有任意能量例外点系统的一般方法,在光与机械相互作用系统中实现了光场信号的单向性传输,以及在具有长程相互作用的自旋体系中给出了多粒子关联的临界特性。相关研究丰富了物质波操控的方法与手段,并为未来新一代的光学器件乃至于量子器件的设计打下了坚实的理论基础。 项目执行期间共计发表SCI论文17篇。发表的具有代表性的SCI 论文：物理学高水平专业期刊论文Physical Review A/B 8 篇, Journal of Physics A 2 篇, Optics Express 1篇。