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物理

光和实物的统一性与物理学基础探讨（I）：相对论和量子论带来的困惑

王国文

Published Jul 20, 1991• 0 citations
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Abstract

本文通过对现有理论和实验事实的考察，对电磁波或场作为物质看待提出疑问；对于相对论，指出它对光与实物缺乏统一的认识和对等的处理方式；关于量子论，重点对波粒二重性解释的论战作了简介和简评；最后，怀着自然界具有客观实在性和统一性的信念，对所述的观念上的矛盾的起因做了推测．

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物体运动的光测速度与观测者位置效应的关系研究

曾纪晴

物体的运动速度通常是基于光(或电子设备)的观测速度。本文研究了基于光的物体运动速度的观测问题,发现物体运动的光测速度受观测者位置效应的影响。在此基础上,本文提出了测量光速的新方法,解释了牛顿经典力学适合物体低速运动情形以及物体在高速运动条件下光测速度与实际速度产生较大偏差的原因。本文还分析了高能粒子加速器的粒子运动速度以及微观粒子运动的观测问题。最后,本文讨论了“同时性的相对性问题”以及惯性系坐标的变换问题。

•Dec 10, 2020•0 citations

矢量光在光泵磁强计中的研究及应用

孟小勤 Meng Xiaoqin, 童叶 Tong Ye, 徐燕 Xu Yan +1 more

光泵磁强计是一种基于光与原子相互作用的磁场精密测量装置。本文首先介绍了光泵磁强计的发展历程以及工作原理。基于光泵浦技术可使特定频率的偏振光照射到碱金属原子气室中，使碱金属原子发生能级跃迁，从而实现对原子自旋的极化。接着，本文回顾了非均匀偏振态矢量光与原子相互作用在磁场测量中的相关研究，阐述了二者之间存在的两个关键光学效应：二向色性和双折射性。最后，总结了矢量光在光泵磁强计中的应用。基于矢量光的磁场测量技术不仅能检测磁场的大小和方向，还能够对磁场进行实时监测，为设计小型化、高分辨率和高灵敏度的新型光泵磁强计提供了可能途径。

Chinese Journal of Lasers•Jan 1, 2024•3 citations

腔量子电动力学中光子阻塞效应的研究进展（特邀）

唐静 Tang Jing, 邓元刚 Deng Yuangang

光子阻塞效应是腔量子电动力学中的核心非线性现象，通过抑制多光子激发实现单光子或光子束的确定性调控，为量子信息科学的发展提供了关键物理手段。当前研究主要聚焦于常规光子阻塞与非常规光子阻塞两大机制：前者依赖原子-腔强耦合诱导的非谐性能级劈裂，通过能谱非均匀性有效抑制多光子跃迁；后者则利用多路径间的破坏性量子干涉效应，即便在弱耦合条件下也能抑制双光子激发，从而显著降低了对强非线性的需求。两者的协同作用可进一步优化光子阻塞的性能，显著提升阻塞效率。近年来，该领域研究不断拓展至非互易光子阻塞、非线性耗散调控等方向，不仅为理解量子光学中的非线性行为提供了更丰富的理论框架，也为量子信息处理、量子计算和量子精密测量等应用奠定了技术基础。此外，多光子阻塞及其扩展机制的研究也为发展多光子量子技术提供了重要支撑。本综述系统梳理了单光子阻塞、多光子阻塞及其拓展机制的实现方案与最新研究进展，重点探讨其在单光子源、量子信息处理及量子网络等前沿领域的潜在应用。最后，展望了光子阻塞效应未来的发展方向，包括新型非常规光子阻塞机制的探索，以及其在大规模量子信息系统中的应用前景。

Laser & Optoelectronics Progress•Jan 1, 2025•3 citations

多光子干涉在量子计算及量子机器学习中的研究进展（特邀）

占浩 Zhan Hao, 胥亮 Xu Liang, 张利剑 Zhang Lijian

多光子干涉是由全同光子在多模线性光网络中产生的联合量子干涉效应，属于光量子系统中一类核心的非经典现象，也是光量子信息处理的重要资源。近年来，随着光量子信息技术的迅速发展，多光子干涉在通用光量子逻辑门的构建以及经典计算机难以模拟的玻色采样等量子计算任务中发挥着关键作用。其中，玻色采样能够在通用量子计算成熟之前率先展示量子优越性，因而自提出以来持续受到广泛关注。与此同时，面向光量子平台的量子机器学习架构不断涌现，致力于将多光子干涉所蕴含的计算能力与机器学习模型结合，推动具有实用价值的量子优势发展。首先，系统回顾多光子干涉的基本原理，涵盖线性光网络模型、积和式描述及玻色采样的计算复杂性；其次，重点介绍其在量子计算中的应用，包括线性光学量子计算架构、基于多光子干涉的量子逻辑门及其应用，以及玻色采样的实验进展；接着，讨论其在量子机器学习领域的创新应用，如量子核方法、光量子神经网络和光量子储备池计算等；最后，总结当前的关键挑战与瓶颈，并对其未来研究方向进行展望。

Acta Optica Sinica•Jan 1, 2025•1 citation

光和实物的统一性与物理学基础探讨（II）：能为爱因斯坦的未竟...

王国文

物理•Jan 1, 1991•0 citations

各向同性激光冷却的快速冷原子密度测量

张启旺 Zhang Qiwang, 张孝 Zhang Xiao, 王欣 Wang Xin +4 more

在某些冷原子实验中，需要提前测定冷原子的密度分布并为后续实验提供数据支持，以前的手动方法已不再适用，针对该问题提出了一种新型的冷原子密度分布测量方法，可在单个冷原子制备周期内实现对原子密度分布的测量。新的方法利用一对反亥姆霍兹线圈与一对亥姆霍兹线圈分别产生梯度磁场和偏置磁场，通过调节亥姆霍兹线圈电流，即可改变总磁场零点的位置，进而影响不同位置处的原子对探测光吸收的贡献，最终实现对原子密度分布的测量。在理论上分析了该方法的可行性，并提出了快速冷原子密度测量的实验方案。

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本文通过对现有理论和实验事实的考察，对电磁波或场作为物质看待提出疑问；对于相对论，指出它对光与实物缺乏统一的认识和对等的处理方式；关于量子论，重点对波粒二重性解释的论战作了简介和简评；最后，怀着自然界具有客观实在性和统一性的信念，对所述的观念上的矛盾的起因做了推测．
物体的运动速度通常是基于光(或电子设备)的观测速度。本文研究了基于光的物体运动速度的观测问题,发现物体运动的光测速度受观测者位置效应的影响。在此基础上,本文提出了测量光速的新方法,解释了牛顿经典力学适合物体低速运动情形以及物体在高速运动条件下光测速度与实际速度产生较大偏差的原因。本文还分析了高能粒子加速器的粒子运动速度以及微观粒子运动的观测问题。最后,本文讨论了“同时性的相对性问题”以及惯性系坐标的变换问题。
光泵磁强计是一种基于光与原子相互作用的磁场精密测量装置。本文首先介绍了光泵磁强计的发展历程以及工作原理。基于光泵浦技术可使特定频率的偏振光照射到碱金属原子气室中，使碱金属原子发生能级跃迁，从而实现对原子自旋的极化。接着，本文回顾了非均匀偏振态矢量光与原子相互作用在磁场测量中的相关研究，阐述了二者之间存在的两个关键光学效应：二向色性和双折射性。最后，总结了矢量光在光泵磁强计中的应用。基于矢量光的磁场测量技术不仅能检测磁场的大小和方向，还能够对磁场进行实时监测，为设计小型化、高分辨率和高灵敏度的新型光泵磁强计提供了可能途径。
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多光子干涉是由全同光子在多模线性光网络中产生的联合量子干涉效应，属于光量子系统中一类核心的非经典现象，也是光量子信息处理的重要资源。近年来，随着光量子信息技术的迅速发展，多光子干涉在通用光量子逻辑门的构建以及经典计算机难以模拟的玻色采样等量子计算任务中发挥着关键作用。其中，玻色采样能够在通用量子计算成熟之前率先展示量子优越性，因而自提出以来持续受到广泛关注。与此同时，面向光量子平台的量子机器学习架构不断涌现，致力于将多光子干涉所蕴含的计算能力与机器学习模型结合，推动具有实用价值的量子优势发展。首先，系统回顾多光子干涉的基本原理，涵盖线性光网络模型、积和式描述及玻色采样的计算复杂性；其次，重点介绍其在量子计算中的应用，包括线性光学量子计算架构、基于多光子干涉的量子逻辑门及其应用，以及玻色采样的实验进展；接着，讨论其在量子机器学习领域的创新应用，如量子核方法、光量子神经网络和光量子储备池计算等；最后，总结当前的关键挑战与瓶颈，并对其未来研究方向进行展望。
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