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从南方科技大学研究生招生网获悉,2024年南方科技大学硕士研究生招生考试大纲及参考书目已发布,内容如下:
考试科目代码:820
考试科目名称:量子信息基础综合
一、考试要求
量子力学是现代物理学的主要分支,也是量子计算、量子精密测量、量子 材料、拓扑量子物态等量子科学与工程研究院的主要研究方向的基础,更是探索 基础科学与应用的基本研究工具。“量子信息基础综合 ”考试主要基于量子力学,
侧重量子计算与信息的基础。对考生的要求是:
1) 掌握量子力学、量子计算的基本概念和基本原理;
2) 能运用量子力学处理微观粒子运动的基本问题,具有一定的公式推导
能力;
3) 灵活运用量子力学知识综合分析和解决问题。
二、考试内容
1) 波函数与薛定谔方程
波函数及其统计诠释,概率密度与概率流密度,不确定度关系,薛定谔方程 一般形式,能量本征方程,薛定谔方程的定态解,量子态叠加原理,波函数的归一化。
参考:a)第 2 章,c)第 1 章。
2) 一维势场中的粒子
一维定态问题的一般性质,无限深、有限深对称方势阱的解,束缚态与离散 谱,方势垒的反射与透射,方势阱的反射、透射与共振,delta 势的穿透与束缚态,一维简谐振子的量子力学解。
参考:a)第 3 章,c)第 2 章。
3) 力学量的算符表示及随时间演化
算符的概念及其运算规则,厄米算符的本征问题,坐标算符和动量算符的本 征解,共同本征函数,角动量与球谐函数,了解力学量随时间的演化,理解对称性与守恒定律,对称性与简并度的关系。
参考:a)第 4、5 章,c)第 3、6 章
4) 中心力场
中心力场中粒子运动一般性质,球方势阱,氢原子问题。
参考:a)第 6 章,c)第 4 章。
5) 表象变换与量子力学的矩阵形式
量子态的不同表象,幺正变换,力学量的矩阵表示与表象变换,量子力学的矩阵形式,狄拉克符号。
参考:a)第 8 章。
6) 电磁场中带电粒子的运动
电磁场中带电粒子的薛定谔方程,两类动量,库仑规范,朗道规范,朗道能级的求解和结果,正常塞曼效应。
参考:a)第 7 章,c)第 6 章。
7) 自旋与角动量加法
电子自旋的实验基础,自旋算符和自旋波函数,泡利矩阵,电磁场中的薛定谔方程,两个角动量的耦合, 自旋单态与三重态,塞曼效应和光谱的精细结构。
参考:a)第 9 章。
8) 绝热近似与量子力学的相位
绝热过程,绝热定理,绝热近似,内禀和外禀时间尺度,缓慢转动的磁场中 的自旋的本征能量和本征态,动力学相位,几何相位,Berry 相位,缓慢转动的磁场中的自旋的 Berry 相位,AB 效应,AB 相位和磁场的关系。
参考:b)第 5 章,c)第 10 章。
9) 量子纠缠与量子态的描述
Bell 基,纠缠态,纯态、混合体的密度矩阵,复合体系的纠缠态,量子态的测量与制备
参考:a)第 9.4,b)第 1 章,c)第 12 章。
10) 多体理论
全同性原理及其对于多体系统波函数的限制,费米子和玻色子系统,泡利不相容原理。
参考:b)第 3 章,c)第 5 章。
三、 试卷结构
考试时间为 180 分钟,满分为 150 分。
1) 基本概念和原理等基础知识(约 60 分,选择题);
2) 典型问题的分析和求解(约 60 分,分析求解题);
3) 灵活运用量子力学知识求解综合性问题(约 30 分,综合分析求解题)。
四、参考书目:
a)曾谨言,《量子力学》第四版,卷 I,科学出版社,2007 年。
b)曾谨言,《量子力学》第四版,卷 II,第 1 章 量子态的描述,科学出版社,2007 年。【注:曾老师的这套书在第四版开始有纠缠态等量子计算基础。】
c)David J. Griffiths ,《量 子 力 学概 论》,机 械 工 业 出 版 社 , 2006 年
(Introduction to Quantum Mechanics 英文原版第二版)。
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