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)雜度是近年來量子論和理論物理研究的熱點(diǎn)問題之一，是繼全息糾纏熵后在“ItfromQubit”框架下考慮的另一個重要概念。理解量子復(fù)雜度不僅能夠加深我們對量子信息的理解，結(jié)合復(fù)雜度幾何框架還能為我們探索時空結(jié)構(gòu)提供新的思路。Jarzynski恒等式是近年來非平衡態(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47頁的篇幅成功地在復(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)框架對將該結(jié)果推廣到了含時哈密頓量量子系統(tǒng)中，結(jié)合數(shù)值模擬驗證了復(fù)雜度第二定律的正確性，并對復(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)為可以通過復(fù)雜度幾何框架與高一維的時空聯(lián)系起來。作者利用得到的Jarzynski恒等式在復(fù)雜度和高維時空之間建立了聯(lián)系，這為量化地研究高維時空的漲落結(jié)構(gòu)提供了新的思路。論文得到了JournalofHighEnergyPhysics審稿人的充分肯定。本項研究工作得到了國家自然科學(xué)基金委項目（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科學(xué)院卡弗里理論科學(xué)研究所、中國科學(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年獲中國科學(xué)院上海天文臺天體物理博士學(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)院目前開設(shè)有數(shù)學(xué)與應(yīng)用數(shù)學(xué)、信息與計算科學(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)為國家一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)，信息與計算科學(xué)為上海市一流本科專業(yè)建設(shè)點(diǎn)。

　　近年來，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、堅定不移地推進(jìn)全程導(dǎo)師制的開展，鼓勵以數(shù)理化國際化研究中心為平臺，以學(xué)科競賽、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，開展交叉研究。

　　上海大學(xué)理學(xué)院現(xiàn)擁有7個國家級與省部級科研平臺，1個上海市一流學(xué)科（數(shù)學(xué)），2個上海市高原學(xué)科（數(shù)學(xué)、物理），2個上海市實驗教學(xué)示范中心（物理實驗中心、化學(xué)實驗中心），1個上海市青少年創(chuàng)新實踐工作站——上海大學(xué)數(shù)學(xué)實踐工作站以及數(shù)學(xué)基礎(chǔ)實驗室等人才培養(yǎng)實驗基地，為學(xué)生開展科學(xué)研究提供了有力支撐。

　　近年來，理學(xué)院學(xué)生在挑戰(zhàn)杯、大學(xué)生數(shù)學(xué)建模等各類競賽中屢獲佳績。學(xué)院畢業(yè)生以“基礎(chǔ)扎實，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，成長為新時代的杰出青年！

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　　本文素材來源：官微、上海大學(xué)理學(xué)院官網(wǎng)、自然擷英