蒙特卡罗方法在原子核物理中的应用

本文在简单地介绍了蒙特卡罗方法要点后，结合原子核物理当前最有兴趣的一些课题，具体介绍了蒙特卡罗方法的应用．     

求解高维路径积分的快速递推方法

推导出一种计算N重路径积分表述的量子配分函数的递推蒙特卡罗方法.通过对一个具体算例的研究,讨论了数值结果对轨道折点数和轨道的稳定性情况.     

蒙特卡罗方法在解微分方程边值问题中的应用

介绍了蒙特卡罗方法的基本原理以及随机数的产生方法。基于蒙特卡罗方法的思想,结合有限差分方法,建立了求解微分方程边值问题的随机概率模型,并以第一类边界条件的拉普拉斯方程和一个给定初值及边界条件的非稳态热传导方程为数值算例,研究了蒙特卡罗方法在求解微分方程边值问题中的应用。结果表明:利用蒙特卡罗方法,不仅可以有效解决给定边界条件的微分方程,对于给定初值条件的微分方程,也可以从时域有限差分方程出发,采用蒙特卡罗方法进行求解。数值模拟和对误差的理论分析均表明,增加蒙特卡罗试验中的模拟粒子点数,可以提高计算结果的精度。     

量子阱中的玻色凝聚问题

介绍了一种新的量子阱结构中激子问题的研究方法，即输运量蒙特卡罗模拟计算，利用这种方法，我们研究了磁场下ＩＩ型量子阱中激子的状态，并进一步讨论了在一个电子－空穴分离的系统中，玻色凝聚态存在可能性问题。     

与高温超导机制相关的理论研究

高温超导体是一个强关联体系，它向传统的能带论和强关联模型研究提出了严重的挑战，第一性原理的电子结构的计算研究，试图给出反常的色散关系和费米面几何特性，以及大Ｕ修正下的影响等。模型哈密顿的研究，企图概括高温超导的主要物理特征，它主要采用两类方法；一类是严格对角化方法，另一类是量子蒙特卡罗方法，对于高温超导电性机制模型，也作了介绍。     

弯曲应变下六角晶格量子反铁磁体的赝朗道能级

利用线性自旋波理论和量子蒙特卡罗方法研究了弯曲应变下六角晶格量子反铁磁体的赝朗道能级.通过线性自旋波理论,发现磁赝朗道能级出现在磁子能谱的高能端,其能级间距与能级指数的平方根成正比.线性自旋波理论和量子蒙特卡罗方法都显示,尺寸相同时随着应变强度的逐渐增加,局域磁化强度逐渐减弱,应变强度相同的条件下反铁磁序在y方向上连续减弱,因为上边界处的海森伯链解耦为孤立的垂直链,导致上边界附近的磁序被破坏.量子蒙特卡罗方法提供了更精确的反铁磁序演化:在特定应变强度下上边界处垂直关联不变,水平关联增加,从而影响磁化强度,使局域磁化在上边界处呈上翘趋势.研究结果有助于理解弯曲应变对自旋激发的影响,并可能在二维量子磁性材料实验中得以实现.     

中国计算物理学会蒙特卡罗专业委员会委员名单（18人）

第九届全国蒙特卡罗方法及应用学术会议于2006年10月24-28日在太原举行，参会代表来自21个单位共63人，其中36人做大会学术报告，会后评出五篇优秀论文．本次大会参会的年轻人较多，来自国防单位的科研院所较多．报告反映了近几年国内蒙特卡罗方法研究及应用的水平，个别报告达到国际先进水平．本次大会是新老交替后的第一次大会，大会根据地区分布以及其对蒙特卡罗发展的影响，确定了专业委员会的人员分布．通过选举产生了新一届专业委员会，并制定通过了相关章程．会议决定第十届全国蒙特卡罗学术会议由北京应用物理与计算数学研究所主办，时间为2009年5月．     

约瑟夫森器件中的宏观量子现象及超导量子计算

超导体中的电子结成库珀对，凝聚到可以用一个宏观波函数来描绘的能量基态，该波函数的位相是代表了成百万库珀对集体运动的宏观变量．以约瑟夫森结为基础元件的超导约瑟夫森器件，使人们能够控制并测量一个超导体的位相和库珀对数目，因此是研究宏观量子现象的理想系统．文章回顾了约瑟夫森器件中的宏观量子现象研究的发展历程，介绍了当前超导约瑟夫森器件在量子计算中的重要应用，并对它们的未来作了简要的展望．     

低维量子磁性和量子海森伯反铁磁体之有效场论

文章对低维量子磁性的基本问题和相关研究进展作了简单评述，强调了量子非线性Sigma模型在研究量子海森伯反铁磁体的低能物理方面所起的作用以及理论本身存在的疑难问题，并简单介绍了作者最近提出的克服这些疑难问题的一个新建议．     

蛋白质空间结构的实验技术和理论方法

文章主要介绍几种蛋白质空间结构的实验测定方法，在现代生物学研究中，最常用的方法包括X射线晶体学、二维核磁共振（2D-NMR）和低温冷冻电镜，近几年发展起来的单分子技术在生物大分子动态结构的研究中应用越来越多，这些方法都有它们特定的时间和空间分辨率，所测定的结构及其动力学受环境热运动涨落的影响也非常不同，文章对这些问题作了较详细的分析，在蛋白质结构的理论方法方面，介绍了一个新的折叠理论及其与现有折叠模型的关系．讨论了模拟计算在研究蛋白质构象变化和动力学方面的应用，同时强调了分子动力学和蒙特卡罗方法．指出粗粒化模型是研究的热点之一，对生物学中经常遇到的多长度多时问尺度问题提供了一个可行的解决方案。     

热辐射输运问题的高效蒙特卡罗模拟方法

惯性约束聚变研究中,热辐射光子在介质中的输运以及热辐射光子与介质的相互作用是重要研究课题,蒙特卡罗方法是该类问题的重要研究手段之一.隐式蒙特卡罗方法虽然能正确地模拟热辐射在介质中的输运过程,但当模拟重介质(材料的吸收系数大)问题时,该方法花费的计算时间将变得很长,导致模拟效率很低.本文以离散扩散蒙特卡罗方法为基础,开发了"离散扩散蒙特卡罗方法辐射输运模拟程序",可以较好地解决重介质区的计算效率问题,但是离散扩散蒙卡罗方法在模拟轻介质区时精度不够高.辐射输运问题中通常既有轻介质也有重介质,为了能同时解决蒙特卡罗方法模拟的效率和精度问题,本文研究了离散扩散蒙特卡罗方法与隐式蒙特卡罗方法相结合的模拟方法,并提出了新的扩散区与输运区界面处理方法,研制了混合蒙特卡罗方法的辐射输运模拟程序.典型辐射输运问题模拟显示:在模拟重介质问题时,该程序能大幅缩短模拟时间,且能取得与隐式蒙特卡罗方法一致的结果;在模拟轻重介质均存在的问题时,与隐式蒙特卡罗方法相比,混合蒙特卡罗方法的模拟精度与其相当且计算效率同样能够得到显著提升.     

颗粒物质随机厚度的蒙特卡罗研究

利用蒙特卡罗方法处理随机几何问题，是核工程中提出的实际问题，也是蒙特卡罗方法在几何处理方面遇到的新的理论问题。颗粒物质随机厚度分布的研究，是其中的重要部分。     

热辐射输运问题的隐式蒙特卡罗方法求解

热辐射与物质相互作用及辐射光子在物质中的传输是惯性约束聚变研究中的重要课题. 介绍了基于隐式蒙特卡罗方法的辐射输运方程,在该方程的积分-微分形式基础上,推导了利于蒙特卡罗方法模拟的等价的积分输运方程;基于积分方程设计数值模拟流程,编写三维蒙特卡罗数值模拟程序;针对热辐射输运典型问题及benchmark问题开展了数值实验,计算结果验证了方法的适应性及程序的正确性. 关键词： 热辐射 惯性约束聚变 输运方程 隐式蒙特卡罗     

超导量子干涉仪发展和应用现状

作为灵敏度极高的磁传感器，超导量子干涉仪（即SQUID）在生物磁测量，大地测量，无损探伤等方面获得了广泛的应用．本文主要介绍了超导量子干涉仪的基本原理，制作工艺以及发展现状，并总结了目前的应用热点和国内外研究进展，对我国如何开展该方面的研究进行了探索和分析．     

量子计算与超冷离子

通过介绍量子计算的基本概念和特点，并对比目前人们使用的计算机的计算方式，对于如何利用囚禁在离子阱中的超冷离子进行量子计算作了简要的叙述．     

虚拟仪器在射频超导量子干涉仪控制电路中的应用

本文简要介绍LabVIEW开发的射频超导量子干涉器（rf SQUID）自动控制系统的虚拟仪器，系统可对超导量子干涉器的工作点进行调整和显示，实现了LabVIEW软件系统与第三方硬件的结合．本文将对系统工作原理、硬件电路组成和软件的设计做简要介绍．     

微波器件微放电阈值计算的蒙特卡罗方法研究

为了精准快速地计算微波器件中微放电效应的阈值,在传统蒙特卡罗方法的基础上,提出了三种不同的蒙特卡罗方法,分别对二次电子的初始能量、出射角度和初始相位等参数进行随机,结合四阶龙格-库塔法和Furman模型计算电子的运动轨迹和单次碰撞产生的二次电子发射系数,然后应用不同的方法计算有效二次电子发射系数作为微放电效应的判据.以平板传输线TEM模式为研究对象,采用四种不同的蒙特卡罗方法计算微放电阈值,并与统计模型结果进行对比.结果表明单电子-多碰撞蒙特卡罗方法误差最小,而且稳定性最好.     

量子光通信

量子光通信是以量子信息论和量子力学为理论基础的一种全光型通信，是正处于开发之中的现代光通信前沿．本文简明地介绍了量子光通信的基本概念与特征，阐明了在这种通信系统中一个光子可将无限的信息传递给无限个分支终端．量子光通信系统分为三个关键性部分，即亚泊松激光器、量子非破坏测量和光子计数器．本文对它们的工作原理、基本特性等分别作了介绍，指出了它们的现状和发展前景．     

新颖的量子阱红外探测器

本文介绍了新型量子阱红外探测器的原理、特点、性能及其在实际应用中的重要价值，与ＨｇＣｄＴｅ红外探测器作了比较，同时还评述了国内外的发展现状．     

强关联电子体系的量子蒙特卡罗计算

理解强关联电子体系是一个长期的重要目标,该体系的魅力不仅在于其背后蕴藏着深刻的物理,还在于其中涌现出的丰富物质态在量子调控、量子计算等领域具有巨大的潜在应用价值.同时,理论上非微扰地理解强关联电子体系是极其困难的,一直充满挑战.量子蒙特卡罗计算是一类非微扰计算的标准方法,有助于对强关联电子体系提供非微扰的理解,因而广泛运用于凝聚态和高能物理领域.然而,量子蒙特卡罗计算通常会受到负符号问题的困扰.本文将具体介绍一些无负符号关联电子模型的设计思路,并讨论我们近期提出的符号边界理论.通过设计无负符号或者具有代数符号行为的强关联电子模型,可以帮助人们研究很多重要的量子多体问题,包括巡游磁性量子临界行为、非常规超导和磁性序的竞争,以及莫尔(moiré)量子物质中的关联物相与相变等.