
【化】 two-photon transition; two-quantum transition
双量子跃迁(Double Quantum Transition)是量子力学中描述微观粒子在两个能级间通过吸收或发射两个量子(如光子)实现能量状态跃迁的现象。该术语对应的英文翻译为"Two-Quantum Transition",在核磁共振(NMR)和量子光学领域具有特定内涵。
根据《物理学大辞典》,双量子跃迁区别于单光子跃迁,其本质是量子系统同时与两个电磁场模式相互作用。在核磁共振实验中,这种现象表现为核自旋系统通过双量子相干路径完成能级转换,被广泛应用于多量子滤波技术中。
美国物理学会期刊《Physical Review A》指出,双量子跃迁的数学表达可表示为: $$ Delta E = 2h u $$ 其中$Delta E$为能级差,$h$为普朗克常数,$ u$为电磁波频率。该公式表明系统需要同时吸收或发射两个相同频率的光子完成跃迁。
在量子计算领域,IBM研究院的公开技术文档记载,双量子比特耦合系统可通过双量子跃迁实现纠缠态制备。这种特性被用于提升量子门操作的保真度,是构建超导量子计算机的重要理论基础。
参考资料:
双量子跃迁(Double Quantum Transition)是量子力学中的一种特殊跃迁形式,其核心特征是涉及两个量子的能量变化过程。以下为详细解释:
双量子跃迁指量子系统在跃迁过程中同时吸收或发射两个光子,或涉及两个量子态的协同变化。与普通单光子跃迁不同,这一过程需要满足更复杂的能量守恒条件。
特征 | 普通量子跃迁 | 双量子跃迁 |
---|---|---|
光子参与数 | 单光子 | 双光子或协同量子态变化 |
观测信号 | 基频共振信号 | 二次谐波信号 |
应用场景 | 原子光谱、激光 | 核磁共振(NMR)、量子计算 |
在核磁共振实验中,双量子跃迁表现为自旋系统的多量子相干现象,此时原子核同时与两个射频场分量相互作用,产生特定的共振信号。
需要说明的是,这种跃迁形式在实验中较为罕见,通常需要精密调控的电磁场环境才能观测到。对于更详细的数学描述,可参考量子力学中关于多光子过程的跃迁概率公式: $$ P{2gamma} propto |langle f| hat{H}{int}^{(2)} |i rangle| delta(E_f - Ei - 2hbaromega) $$ 其中$hat{H}{int}^{(2)}$为二阶相互作用哈密顿量。
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