Writing Thesis and New Idea


我最近在写硕士毕业论文。其实内容也很简单,把以前的工作总结一下就足够了。比较麻烦的是前言,因为需要全面细致的总结前人的工作,简短的介绍本文用到的物理模型,数学工具什么的,要想写好真是不容易。我憋了好些天,只写了三四页。以后要怎么写,看来我还要仔细斟酌斟酌。正文部分我已经写完了一章,其实就是把以前的工作由英文翻译为中文。准备再写一章正文,最后加上一章总结就差不多了。

关于量子计算的工作我还在继续做。 最近我又想到了一个在腔QED系统的原子之间实现量子计算的方案。这个想法非常简单,用到的物理与数学都很简单,而且我觉得能够用同样的系统构建几个量子计算逻辑门。此外,这个方案是基于与场模共振的系统的,用不到一个拉比震荡的时间就可以实现一个两量子比特的逻辑门,可以很大的减小自发辐射和光子衰减带来的耗散的影响。现在只有一个问题:以前别人是不是已经想到了这个方案,是不是已经有文献报道过这个方案了?希望没有。

update:坏消息,类似的方案早就有人想到了,还好并不完全一样,我的想法并不是一点价值也没有。

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好的文章都能让人眼前一亮


最近在读两篇文章,一篇是Nielsen等人写的,发表在Science上,另外一篇是发表在Nature上的。这两篇论文的都可以让人眼前一亮。等我看完了就来写写读后感。

Nielsen的这篇文章我看不懂,虽然结论很有意思。他把量子计算复杂度的理论与微分几何联系起来了,得出量子计算的最优算法等效于系统状态在定义的空间中走测地线。但是技术细节超出了我的理解范围。虽然无法理解这篇文章,但是它让我坚定了一个信念,任何学过的知识在研究中都是有用的。我是做理论研究的,一定要打好基础。虽然我现在的研究方向只需要基本的量子力学知识即可,但是要想做更加物理,更加广泛的研究,量子场论以及必要的数学工具如泛函分析,微分几何都是必须的。很可惜,这些我现在都不懂。

update: 这篇论文的作者之一Nielsen写了一篇日志来说明他们的工作。
关于这篇Nature论文的详细讨论,可以参考这篇日志。我今天仔细阅读了这篇论文以及相关日志上的讨论,大体弄清楚了里面的意思。在说明之前让我们回忆一下经典计算中的情形。电脑中的控制是非此即彼的。假设我们有一个开关,打开开关,电脑处理器就开始运算,关闭开关,就停止运算。可是对应到量子 系统中就没有这么简单了。如果我们把量子系统中的两个量子态作为控制开关,我们会发现量子系统的控制开关可能处于打开和关闭的叠加态。我们进一步的规定,只有量子开关处于打开的状态时量子处理器才工作。我们让量子开关开始时处于关闭状态,然后将它的取向旋转一点到打开状态,运行量子计算然后测量量子计算没有进行的概率。不断重复,直到处于标记为关闭的量子态旋转90度,到达开始时标记为打开的量子态为止。当每次的旋转角度趋近于0时,次次都测得量子开关处于关闭状态的概率也就趋进于1了。这种效应就是量子Zeno效应。由于用到了量子Zeno效应,这个量子计算机一直“没有运行”,也就没有与与环境相互作用引起的误差。不仅如此,这个方案还能够让量子计算机的成功概率趋进于1。确实很奇妙,明明“没有运行”,可是最终还是得到了计算结果。 目前量子计算一个中心课题就是见效量子计算运行过程中引入的与环境间的耦合引起的退相干。这篇论文给出了一个有望解决这个问题的办法。我想这就是这篇论文最大的实际意义。

Two websites


今天在网上找到了两个好网站。一个是我同学Roy推荐的physorg。他在他的blog上

一直以来,做研究的时候总有一种闭门造车的感觉:不知道别人怎么干,也不知道别人干了什么,不知道应该干什么,也不知道可 以有那些巨人的肩膀可以站。渐渐 的,通过多一些的接触,发现有的时候,开会和同其他人的交流是很重要的,也许灵感就从这里来。像我老板这样已经经常做referee的牛人呢,更可以在审 稿的时候进水楼台先得月抢先知道别人的研究。今天,意外发现了一个好去处,就是physorg。上面按照不同的分类,将最近的在各个比较有名的杂志上刊登的科学进展贴了上来。有的文章真的让人感到很震惊,如Standford的人正在制造使用碳纳米管储氢的汽车,如ibm的研究者发现现在的photolithography技术可以让芯片做得更小,如能“走路”的分子……上这个网站的人,大部分也通常上美国物理学会之类的网站,然后我顺带也发现了2005年最棒的25个物理故事

另外一个就是Nature建立的官方blog,专门供大家评论最近发表在Nature上的文章。由此可以看出Nature对网络日志是非常欢迎的。订阅了这个blog就等于订阅了Nature的新闻。

Controllable coupling between qubits


Switching on/off the interactions between qubits is vital in realising quantum computation. Here I list three papers I read recently on this subject.

  1. S. F. Yelin et al., quant-ph/0602030. In this article a new platform – altracold polar molecules – for quantum computing with switchable interactions was proposed. The on/off switch is realised by selectively exciting “0” or “1” qubits to excited state with considerably different dipole moment.
  2. Ming-Yong Ye et al.. In this article, to realising solid-state quantum computation, practical pulses can be used for controlling interactions and the global magnetic field.
  3. Yu-xi Liu et al.. An experimentally realizable method to control the coupling between two flux qubits was proposed in this article.

Though these methods are different and related to different physical system, changing Hamiltonian is needed in all of them. Can we control the interaction between the qubits only by local operations on the qubits?

交流讨论语言


突然想起一件有趣的事情,自从上研究生之后我说话时就夹杂了越来越多的英语词汇,尤其是讨论学术问题时,经常不知道某个专有名词的翻译,于是就用英语代替了。这实际上是一种氛围,大家都这么讲,自然就习惯了这种说话方式。还有一个原因就是许多词汇根本就没有合适的翻译,我们只好用英文词代替了。

英语是学术领域的强势语言。面对中文自然科学学术刊物的水平普遍较低的现实,甚至有人提出干脆把它们都关闭得了,或者创建英文学术刊物取而代之。这种言论涉及到民族自尊心,太敏感了,我也不加以评论。 不过我猜测目前这种趋势应该很难逆转。毕竟科学研究需要交流,需要有共同语言,而英语现在就承担着这种功能。要想改变这个估计得有某个非英语国家的整体科技实力完全超越美国才行。

To be back to university


我已经买好了票,准备10号坐车返回学校。

这个寒假很忙,我几乎天天都要出去走亲戚,blog也就荒废了。寒假期间也没有时间看看论文什么的。这个寒假没有同学聚会,不过还是了解到高中同学中有不少都结婚了。我可还不知道对象在哪里呢!

寒假时Wordpress.com被封了,我只有靠代理才能上来。返回学校之后,我还不知道能否顺利的登陆它呢。不得已,我只有再申请一个备份的blog,以方便身处中国大陆的读者。这种事情实在太多了,我也麻木了。这个blog最初是建在blogsome上面的,可是有一天blogsome突然被封了,我不得不转战wordpress。现在wordpress被封了,可同时我又发现blogsome解封了,真是让人哭笑不得。

update:现在wordpress已经可以直接访问了,不知道中国电信是抽什么风。