近日，在上海大學物理系葛先輝教授指導下，學校理學院2018級應用物理專業(yè)兩名本科生柏辰、李文浩在量子復雜度研究方面取得重要進展。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。

　　量子復雜度是近年來量子論和理論物理研究的熱點問題之一，是繼全息糾纏熵后在“ItfromQubit”框架下考慮的另一個重要概念。理解量子復雜度不僅能夠加深我們對量子信息的理解，結合復雜度幾何框架還能為我們探索時空結構提供新的思路。Jarzynski恒等式是近年來非平衡態(tài)熱力學的重要研究進展。

　　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雜度幾何的背景下推導出了復雜度版本的Jarzynski恒等式，并類比非平衡態(tài)熱力學中的理論框架——軌跡熱力學研究了含時哈密頓量描述的量子系統(tǒng)的復雜度第二定律以及復雜度的漲落-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，任何降低復雜度的操作都是不穩(wěn)定的。

　　而本文利用軌跡熱力學框架對將該結果推廣到了含時哈密頓量量子系統(tǒng)中，結合數(shù)值模擬驗證了復雜度第二定律的正確性，并對復雜度的資源理論進行了討論，這將給研究量子復雜度的性質(zhì)帶來新的理解。此外，在AdS/CFT框架下，由于局域量子系統(tǒng)的復雜度被認為可以通過復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構提供了新的思路。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基金委項目（No.）的資助。

　　柏辰和李文浩于2019年進入葛先輝教授課題組，學習AdS/CFT對偶、量子復雜度以及非平衡態(tài)物理并參與科研。如今，兩人即將分別前往中國科學院卡弗里理論科學研究所、中國科學技術大學攻讀研究生。

　　葛先輝，上海大學理學院物理系教授。2006年獲中國科學院上海天文臺天體物理博士學位，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月在上海大學任教至今。在JHEP，PRD等物理學主流期刊發(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，是上海大學理學院依托“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。

　　上海大學理學院目前開設有數(shù)學與應用數(shù)學、信息與計算科學、應用物理學、電子信息科學與技術、應用化學5個本科專業(yè)。其中數(shù)學與應用數(shù)學專業(yè)、應用物理學為國家一流本科專業(yè)建設點，信息與計算科學為上海市一流本科專業(yè)建設點。

　　近年來，在“量子科技”發(fā)展戰(zhàn)略的指導下，理學院黨政高度重視、堅定不移地推進全程導師制的開展，鼓勵以數(shù)理化國際化研究中心為平臺，以學科競賽、學術科研為載體激發(fā)本科生學習興趣、培養(yǎng)創(chuàng)新思維，開展交叉研究。

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

　　近年來，理學院學生在挑戰(zhàn)杯、大學生數(shù)學建模等各類競賽中屢獲佳績。學院畢業(yè)生以“基礎扎實，適應性強，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。

　　歡迎廣大高三學子踴躍報考上海大學理學院，在這里，探索未知奧秘，描繪理想藍圖，成長為新時代的杰出青年！

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　　本文素材來源：官微、上海大學理學院官網(wǎng)、自然擷英