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一维 Robin 量子阱的量子信息度量

介观与纳米尺度物理 2018-08-22 v2 数学物理 math.MP 数据分析、统计与概率 量子物理

摘要

针对在两个约束面上以外推长度 Λ\Lambda_-Λ+\Lambda_+ 为特征的 Robin 量子阱,我们在位置(下标 xx)和动量(kk)表象中分别计算了 Shannon 量子信息熵 Sx,kS_{x,k}、Fisher 信息 Ix,kI_{x,k}、Onicescu 能量 Ox,kO_{x,k} 以及统计复杂度 eSx,kOx,ke^{S_{x,k}}O_{x,k}。分析集中于在对称(Λ=Λ+=Λ\Lambda_-=\Lambda_+=\Lambda)和反对称(Λ=Λ+=Λ\Lambda_-=-\Lambda_+=\Lambda)几何构型下,在 Robin 距离 Λ\Lambda 的整个变化范围内寻找并解释这些量子信息度量的最典型特征。在极小和极大外推参数极限下获得的解析结果,由扩展至任意长度 Λ\Lambda 的精确数值计算所证实。特别地,证实了熵不确定性关系 Sxn+Skn1+lnπS_{x_n}+S_{k_n}\geq1+\ln\pi 以及在位置和动量空间均成立的广义不等式 eSO1e^SO\geq1,在任意 Robin 距离和每个量子态 nn 下均成立。对于任一构型,均存在一个外推长度范围,使得对 Neumann(Λ=\Lambda=\infty)或 Dirichlet(Λ=0\Lambda=0)边界条件成立的规则 Sxn+1(Λ)+Skn+1(Λ)Sxn(Λ)+Skn(Λ)S_{x_{n+1}}(\Lambda)+S_{k_{n+1}}(\Lambda)\geq S_{x_n}(\Lambda)+S_{k_n}(\Lambda) 被违反。本文还讨论了所有度量的其他解析和数值结果,并突出了其物理意义。

关键词

引用

@article{arxiv.1805.09807,
  title  = {Quantum information measures of the one-dimensional Robin quantum well},
  author = {O. Olendski},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1805.09807},
  year   = {2018}
}

备注

14 figures