近日，在上海大學(xué)物理系葛先輝教授指導(dǎo)下，學(xué)校理學(xué)院2018級(jí)應(yīng)用物理專業(yè)兩名本科生柏辰、李文浩在量子復(fù)雜度研究方面取得重要進(jìn)展。成果以題為“TowardnonequilibriumthermodynamicanalogofcomplexityandJarzynskiidentity”的論文發(fā)表在國(guó)際著名期刊JournalofHighEnergyPhysics上。柏辰和李文浩分別為論文第一作者和第二作者，葛先輝教授為論文通訊作者。
量子復(fù)雜度是近年來(lái)量子論和理論物理研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一，是繼全息糾纏熵后在“ItfromQubit”框架下考慮的另一個(gè)重要概念。理解量子復(fù)雜度不僅能夠加深我們對(duì)量子信息的理解，結(jié)合復(fù)雜度幾何框架還能為我們探索時(shí)空結(jié)構(gòu)提供新的思路。Jarzynski恒等式是近年來(lái)非平衡態(tài)熱力學(xué)的重要研究進(jìn)展。
本次發(fā)表在JournalofHighEnergyPhysics的論文中，作者通過(guò)47頁(yè)的篇幅成功地在復(fù)雜度幾何的背景下推導(dǎo)出了復(fù)雜度版本的Jarzynski恒等式，并類比非平衡態(tài)熱力學(xué)中的理論框架——軌跡熱力學(xué)研究了含時(shí)哈密頓量描述的量子系統(tǒng)的復(fù)雜度第二定律以及復(fù)雜度的漲落-耗散定理。根據(jù)前人對(duì)定態(tài)哈密頓量描述的量子系統(tǒng)的討論，任何降低復(fù)雜度的操作都是不穩(wěn)定的。
而本文利用軌跡熱力學(xué)框架對(duì)將該結(jié)果推廣到了含時(shí)哈密頓量量子系統(tǒng)中，結(jié)合數(shù)值模擬驗(yàn)證了復(fù)雜度第二定律的正確性，并對(duì)復(fù)雜度的資源理論進(jìn)行了討論，這將給研究量子復(fù)雜度的性質(zhì)帶來(lái)新的理解。此外，在AdS/CFT框架下，由于局域量子系統(tǒng)的復(fù)雜度被認(rèn)為可以通過(guò)復(fù)雜度幾何框架與高一維的時(shí)空聯(lián)系起來(lái)。作者利用得到的Jarzynski恒等式在復(fù)雜度和高維時(shí)空之間建立了聯(lián)系，這為量化地研究高維時(shí)空的漲落結(jié)構(gòu)提供了新的思路。論文得到了JournalofHighEnergyPhysics審稿人的充分肯定。本項(xiàng)研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目（No.）的資助。
柏辰和李文浩于2019年進(jìn)入葛先輝教授課題組，學(xué)習(xí)AdS/CFT對(duì)偶、量子復(fù)雜度以及非平衡態(tài)物理并參與科研。如今，兩人即將分別前往中國(guó)科學(xué)院卡弗里理論科學(xué)研究所、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)攻讀研究生。
葛先輝，上海大學(xué)理學(xué)院物理系教授。2006年獲中國(guó)科學(xué)院上海天文臺(tái)天體物理博士學(xué)位，2006年至2008年在亞太理論物理中心從事博士后研究工作。2008年9月在上海大學(xué)任教至今。在JHEP，PRD等物理學(xué)主流期刊發(fā)表論文70余篇。（數(shù)據(jù)截止2021年8月）
此次兩名本科生成功發(fā)表論文，是上海大學(xué)理學(xué)院依托“五朵金花”之“量子科技”發(fā)展戰(zhàn)略，鼓勵(lì)本科生參與科研，提升本科生創(chuàng)新能力的新成果。
上海大學(xué)理學(xué)院目前開(kāi)設(shè)有數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計(jì)算科學(xué)、應(yīng)用物理學(xué)、電子信息科學(xué)與技術(shù)、應(yīng)用化學(xué)5個(gè)本科專業(yè)。其中數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)專業(yè)、應(yīng)用物理學(xué)為國(guó)家一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，信息與計(jì)算科學(xué)為上海市一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。
近年來(lái)，在“量子科技”發(fā)展戰(zhàn)略的指導(dǎo)下，理學(xué)院黨政高度重視、堅(jiān)定不移地推進(jìn)全程導(dǎo)師制的開(kāi)展，鼓勵(lì)以數(shù)理化國(guó)際化研究中心為平臺(tái)，以學(xué)科競(jìng)賽、學(xué)術(shù)科研為載體激發(fā)本科生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新思維，開(kāi)展交叉研究。
上海大學(xué)理學(xué)院現(xiàn)擁有7個(gè)國(guó)家級(jí)與省部級(jí)科研平臺(tái)，1個(gè)上海市一流學(xué)科（數(shù)學(xué)），2個(gè)上海市高原學(xué)科（數(shù)學(xué)、物理），2個(gè)上海市實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心（物理實(shí)驗(yàn)中心、化學(xué)實(shí)驗(yàn)中心），1個(gè)上海市青少年創(chuàng)新實(shí)踐工作站——上海大學(xué)數(shù)學(xué)實(shí)踐工作站以及數(shù)學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室等人才培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)基地，為學(xué)生開(kāi)展科學(xué)研究提供了有力支撐。
近年來(lái)，理學(xué)院學(xué)生在挑戰(zhàn)杯、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模等各類競(jìng)賽中屢獲佳績(jī)。學(xué)院畢業(yè)生以“基礎(chǔ)扎實(shí)，適應(yīng)性強(qiáng)，具有創(chuàng)新精神，發(fā)展后勁足”而受到用人單位的特別青睞。
歡迎廣大高三學(xué)子踴躍報(bào)考上海大學(xué)理學(xué)院，在這里，探索未知奧秘，描繪理想藍(lán)圖，成長(zhǎng)為新時(shí)代的杰出青年！
獲取更多精彩內(nèi)容，歡迎關(guān)注""！
本文素材來(lái)源：官微、上海大學(xué)理學(xué)院官網(wǎng)、自然擷英
