湖南师范大学物理与信息科学学院导师：方卯发

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湖南师范大学物理与信息科学学院导师：方卯发正文

　　姓名： 方卯发　　性别：男　　出生年月：1956年5月

　　籍贯：湖南平江

　　中国科学院安徽光学精密机械研究所光学专业博士毕业,获理学博士学位.现任湖南师范大学物理与信息科学学院教授、博士生导师、副院长,湖南省科技厅厅长助理，英国贝尔法斯特女王大学客座教授,中国科学院安徽光学精密机械研究所兼职博士生导师, 湖南省高等学校专业技术职务评审专家,湖南省政协常委.担任中国量子光学专业委员会委员、中国计算物理学会理事、中国高等科学技术中心协联成员、湖南省物理学会常务理事、湖南省计算物理学会副主任,《量子电子学报》、《量子光学学报》、《光电子.激光》等物理核心学术期刊编委.

　　方卯发教授长期从事物理学、计算机科学方面的教学和科研工作.主讲过《光学》、《原子物理学》、《现代量子光学》、《腔量子电动力学》、《高等物理光学》、《信息光学》、《量子通讯与量子计算》、《计算物理》、《C语言程序设计》、等本科生和硕士、博士研究生课程.多次获学校教学优秀奖.自从一九九三年以来,方卯发教授在国内率先用量子熵方法研究量子相互作用体系的熵参量的动力学演化,用量子熵量度量子系统间的纠缠和压缩,揭示量子体系呈现量子效应的物理本质和机制,形成了既紧贴国际学术前沿,又具有突出研究特色的研究项目.先后获得两项国家自然科学基金项目、两项湖南省自然科学基金项目、一项教育部中青年骨干教师项目的资助.在国内外高级学术刊物《Phys. Rev. A》、《Phys. Lett. A》、《J. Mod. Opt》、《Physica A》、《Chin. Phys. Lett》、《Chinese Physics》、《物理学报》、《光学学报》、《计算机学报》等发表论文50余篇.至2002年底为止,被SCI检索论文25 篇,被SCI论文引用130多次.取得了具有国际先进水平的创新成果.多次获学校SCI论文奖、2003年获湖南省科技进步奖三等奖。

　　其主要科学发现与创新要点如下:

　　(1)、创新地将量子信息熵引入原子与光场的压缩研究,用信息熵度量原子与光场可观察量量子涨落的不确定性,在国际上首次提出了原子与光场的熵压缩新概念.该工作通过求解原子与光场的信息熵测不准关系，给出原子与光场的信息熵压缩定义.通过考察原子与光场相互作用的熵压缩特性,发现量度原子与光场系统变量量子涨落不确定性的更合适、更基本的物理量是信息熵,而不是方差,其理由在于信息熵自动地包含了系统密度矩阵的高阶统计矩，而方差仅仅涉及二阶统计矩。熵压缩实现了原子与光场压缩效应的高灵敏量度.这一工作克服了目前基于海森堡测不准关系研究压缩效应的局限性和缺陷，实现了原子与光场压缩研究的理论突破

　　(2)、首次用量子熵理论研究了驻波与行波激光场中囚禁离子系统的超回复与纠缠。对处于驻波和行波激光场中任意位置的囚禁离子,采用新的幺正变换,将其哈密顿量变换为离子裸态基中的标准Jaynes—Cummings(J-C)模型哈密顿量,直接利用已知的J-C模型动力学性质,经过逆变换,得到了囚禁离子的一般熵动力学行为.首次发现了囚禁离子系统的熵动力学演化和内外自由度的纠缠规律以及离子反转的超回复现象,预言了从测量离子性质得到关于振动声子充分信息的最大纠缠态所满足的条件.

　　(3)、系统地研究了光场—原子耦合系统的熵动力学与纠缠特性,首次发现了原子相干性、虚光子过程、光子统计分布、Kerr效应、Stark位移对光场与原子的熵动力学与纠缠影响的一般规律.利用熵动力学规律与纠缠特性,揭示了光场—原子耦合系统呈现量子效应的物理本质.

　　(4)、提出了通过光场与原子的Raman相互作用产生双模场最大纠缠态的新方案.通过对泵浦模场和Stokes模场与一个有效双能级原子的Raman相互作用的研究,发现了在强场和原子相干态条件下，原子与双模场的Raman相互作用能制备出双模场最大纠缠态,并计算出在纠缠态中两个模场的缠绕度,为利用双模纠缠光场进行有效的量子通信提供了可靠的实验途径.

　　(5)、首次研究了双光子J-C模型中的互熵动力学与量子力学通道。发现了双光子J-C模型中的原子具有周期性的“开启”与“关闭”的量子力学通道特性.提供了利用双光子过程进行量子通信的新途径.

　　方卯发教授在学术上的成果已引起同行的广泛注意.他在1995年至1996年先后两次被邀请去意大利国际理论物理中心作学术访问;三次出席分别在英国南汉普顿大学、香港浸会大学、中国山西大学举办的国际量子光学与激光物理会议,1999年3月至9月应世界著名量子光学专家、英国女王大学教授S.Swain的邀请,在女王大学数学物理系作高级访问学者.

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