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Dirichlet 与 Neumann 超球量子点的量子信息度量

量子物理 2021-04-13 v2 介观与纳米尺度物理 数学物理 math.MP

摘要

具有 Dirichlet 或 Neumann 边界条件(BC)的 d\mathtt{d} 维超球量子点允许在位置空间中解析求解薛定谔方程,且相应波函数的傅里叶变换也给出其动量空间的解析形式。这为在两种空间中高效计算 Shannon、R\'{e}nyi 与 Tsallis 熵、Onicescu 能量和 Fisher 信息铺平了道路;例如,对于后者,某些特定轨道在任一空间、任一 BC 类型下都呈现简单表达式。对边界要求影响量子信息度量的比较研究表明:存在单参数动量熵的无量纲 R\'{e}nyi/Tsallis 系数半无限区间的下阈值为 Dirichlet 超球的 d/(d+3)\mathtt{d}/(\mathtt{d}+3) 与 Neumann 超球的 d/(d+1)\mathtt{d}/(\mathtt{d}+1),这意味着当维度无限制增长时,两种度量的下界均为其 Shannon 对应量。同时,这对 R\'{e}nyi 不确定性关系所定义的区间 [1/2,αR)[1/2,\alpha_R) 的上值施加了限制,该关系针对位置和波矢量分量之和:位置 Rρ(α)R_\rho(\alpha) 与波矢量 Rγ(α2α1)R_\gamma\left(\frac{\alpha}{2\alpha-1}\right) 分量;αR\alpha_R 在 Dirichlet 几何下等于 d/(d3)\mathtt{d}/(\mathtt{d}-3),在 Neumann BC 下等于 d/(d1)\mathtt{d}/(\mathtt{d}-1)。从数学与物理角度讨论了其他一些性质。并与氢原子相应性质作了类比,基于关联波函数分析解释了异同。

关键词

引用

@article{arxiv.2103.13094,
  title  = {Quantum information measures of the Dirichlet and Neumann hyperspherical dots},
  author = {O. Olendski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2103.13094},
  year   = {2021}
}

备注

5 figures, 2 tables