量子力学、热力学和信息科学的交叉学科研究

项目名称： 量子力学、热力学和信息科学的交叉学科研究

项目编号： No.11405093

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 翁文康

作者单位： 南方科技大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 量子力学、热力学、和信息科学是三个独立但互相有关联的领域。在过去，它们之间的交叉领域：量子热力学、量子信息学、和信息热力学，不断产生新让人鼓舞的的结果，带动了物理学和信息科学的共同发展。申请人计划利用前沿的量子信息的知识，对这三个领域 “同时” 重叠的地方进行更近一步的探究。具体计划分为两部分：1. 从量子力学看信息科学、2.从信息科学看量子力学。前者针对如何利用我们已有的量子力学的知识，去探索信息的本质和各种信息处理的极限，包括热力学过程。后者要从信息理论的角度去从新认识量子力学与量子系统的性质。本项目拟解决的关键科学问题包括：1. 量子相干性和量子纠缠如何影响“信息与能量转化”的极限、2. 香农熵和冯诺依曼熵两者在热力学中所扮演的角色、3. 量子算法冷却在热力学上的意义。 目标是研究出基于量子信息的各种热力学过程的极限和新的应用，及透过分析量子系统的计算复杂性去理解量子力学的信息性质。

中文关键词： 量子信息；量子模拟；量子计算；热动力学；

英文摘要： Quantum mechanics, thermodynamics, and information science are three different areas of science, but they are not completely independent. The overlaps of these areas, namely, quantum thermodynamics, quantum information science, and information thermodynam

英文关键词： quantum information；quantum simulation；quantum computation；thermodynamics；