973标书量子通信网络和量子仿真关键器件的物理实现.docx
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973标书量子通信网络和量子仿真关键器件的物理实现
项目名称:
量子通信网络和量子仿真关键器件的物理实现
首席科学家:
起止年限:
至
依托部门:
中国科学院
二、预期目标
本项目的整体目标是实现假设干量子通信网络和量子仿真关键器件。
通过系统的研究各个物理体系在实现量子信息进程中的大体物理问题,为量子信息的有效化找到一条切实可行的道路,同时完善现有的实验研究平台,磨炼和造就一支国际先进水平研究队伍。
咱们希望在通信波段的量子光源的实现与应用,多光子操控,量子周密测量,网络量子信息进程,光学微腔量子信息器件的加工与操控和量子仿真的理论与实验等方面作出假设干国际领先的有显示度的功效。
五年的预期目标:
1.研制基于量子点发射的通信波段非经典光源原型器件,并利用这些器件进行量子通信网络化、长程化的各类大体问题的研究,如信道的非马尔科夫性、信道的波分复用等。
完成基于量子点中自旋态的量子操纵的原理性验证。
2.完成八光子通信复杂度实验;提高多光子干与的进程保真度;可能实现逼近或达到海森堡极限的高精气宇子测量实验;研制二维网络纠缠光源原型器件,成立一个可用于研究网络量子信息进程的有必然规模的量子网络平台。
3.把握基于微纳光学腔的可集成化量子仿真中的核心技术和并实现其中的关键操作,如实现光腔中单量子体与腔模强耦合;实现对光子态或原子能级态的量子相干操纵;制备由多个光学腔组成的光学腔阵列,并实现其中两个耦合腔体系的彼此作用。
4.在具有可集成性的量子系统芯片式设计和调控,强关联模型的量子仿真和量子奇异相探测和在基于量子信息的算法研究、量子相变和量子纠缠的理论方面取得假设干重要的进展。
咱们预期在国际高水平杂志上发表论文100篇以上,培养博士生30名左右。
三、研究方案
一、研究方案
本项目将利用光子及光子与固态物质彼此作用进程,拟在量子通信网络和量子仿真的关键性技术上取得冲破。
在量子信息物理实现方面,各类物理体系具有不同特点。
不同的量子比特系统相关于不同的量子信息实现进程具有不同的优势和不足,如光学有利于量子信息传播;固态系统有利于器件的集成和信息的定域化存储;而在高品质的微腔中光与原子的彼此作用有利于实现量子信息的操纵。
因此本项目将集中研究光子和光子同具有可集成性和长相干时刻的固态系统的量子信息处置器件,解决量子通信和量子仿真等在长程化,网络化,及可集成化等有效化研究方面的假设干关键问题。
将利用光子的易传输性质和光子本身的聚束效应,实现网络化量子通信和高精度的量子测量;利用光子和固态物质的相干特性,通过光与固态物质彼此作用实现量子通信中的信息转换和存储节点和量子仿真中大体操作和存储单元。
具体方案中,本项目将融合光子和固态物质在量子信息物理实现方面的各类优势,如利用量子点和参量下转换系统实现高品质的纠缠光源和高质量的光子干与进程;利用腔电动力学实此刻微腔中光子与固态物质有效彼此作用进程和探讨强关联模型的量子仿真理论。
相关于利用单个量子体系,如纯光学或纯固态体系,本项目不仅将集中它们的优势,实现优缺点互补;同时也将在量子态操控,相干性维持,量子信息方案等方面不断吸收其它量子系统量子调控手腕的优势,研究并实现有效化网络量子通信和集成化量子仿真关键元器件。
1.本项目将立足于自组织InAs/GaAs量子点和InAs/InP量子点作为量子光源。
利用微纳加工的方法取得单个量子点。
利用HBT实验研究量子点发射的单光子和双光子特性。
利用量子拍或发光谱偏振测量的方法测得量子点中激子能级的精细结构劈裂,这是引发双激子发出的纠缠态消相干的关键,也是挑选量子点样品好坏的重要参数。
挑选出精细结构劈裂比较小(1ueV量级)的样品后利用磁场或单轴向应力等方法把精细结构劈裂调剂到接近零,再利用量子信息中量子态层析技术刻画取得的双光子态。
咱们将利用特制的窄带干与滤波片搜集双光子纠缠态,和国际通用的光谱仪滤波的方法相较搜集效率会有极大提高(约提高一个量级)。
本项目将利用国际上先进的DifferentialTransmission,KerrRotation等泵浦-探测技术实验验证基于量子点的量子比特操纵的大体原理。
2.在高亮度纠缠光源研究方面,由于增加光子数的实验技术难度是较大的,会随之带来一系列问题,因此这方面的实验方案初步将采取光路较简单的,投影概率较大的设计。
量子测量的方案理论设计方面要紧考虑在本课题组之前已有良好基础的利用多光子NOON态投影进行逼近海森堡极限测量理论方案作必然改良来进行。
在二维网络纠缠光源研究中,咱们打算采纳脉冲激光泵浦的薄晶体来制备宽带的纠缠光源,并利用现有光纤通信中普遍应用的波分复用系统,实现窄带的滤涉及多路分光系统,从而实现网络的纠缠光源。
该方式能有效提高纠缠态的纯度及纠缠态的网络容量。
关于信道的分析,能够先研究固定的光纤系统,再到实际光纤干路的方式。
结合经典的光通信技术,能够有效提高研究进度。
3.在微腔及腔电动力学研究方面,通过对单个光学腔的光学输运性质的研究,取得具有方向性发射性的光学微腔;研究利用光学倏逝场,波导,或空间直接耦合完成多个光学微腔之间的彼此耦合和信息传递;并进一步完善光学微腔阵列。
通过利用改变温度等外部条件,调剂光学微腔的光学输运和量子体系的发光特性,完成光学微腔与量子体系的有效彼此作用。
利用先进的微纳加工水平制备能够调剂的一维或两维光学阵列,并实现其与量子体系的彼此耦合。
4.在强关联模型的量子仿真方面,咱们将着重考虑阻挫效应、非传统超导配对效应的实现上。
在阻挫效应的物理实现上,咱们拟应用量子光学中不同途径原子内态干与的方式来完成。
在非传统超导配对的研究上,将结合光格子系统的本身的能带特性,原子的类型、和格子束缚势场等相关特性研究各类非传统超导配对的可能性及相关物理性质等。
在具体量子相的检测上,咱们考虑利用量子光学中关于量子相探测的方式。
一个可能的物理构架是利用多束探测光同时照射被探测物理体系,通过读取探测光的信息从而反推出体系的物理状态。
在量子光学和量子信息中,关于激光操控原子有着系统的研究,有可能从中找到一条符合当前物理实现条件的可行,实现对冷原子系统量子相的探测。
与传统的激光吸收的方式相较,这种设计有可能实现对体系阻碍最小的情形下取得体系的信息,降低探测对体系的破坏。
利用在TEBD算法研究一维多体态。
二、创新点与特色
1.基于自组织量子点量子光源器件:
量子点发光来自于电子-空穴对的湮灭进程。
由于量子点能级排布具有饱和特性,而且激子寿命只有100皮秒量级,因此量子点的发光能够以为是确信性的。
确信性非经典光源对所有量子信息进程都是极为重要的。
咱们的理论研究说明InAs/InP量子点不但发光峰在微米的通信波段,而且激子的精细结构劈裂比起此刻国际上采纳的InAs/GaAs量子点来要小的多,更易实现量子纠缠光源。
2.线性光学量子信息处置器件:
利用咱们研制的新型纠缠光源的高亮度优势,能够进行窄带滤波,从而达到提高保真度的目的。
此高亮度纠缠光源使得咱们能够增加可操纵的光子数,并在基于多光子干与的高精气宇子测量实验中,取得必然的进展。
咱们拟研制的多对多的二维网络纠缠光源,能够实此刻两个通信系统中任意两点之间的纠缠成立和纠缠传输,从而极大提高通信效率。
3.固态微腔量子信息处置器件:
传统的光学腔,如法布里-珀罗腔,本身结构及其操纵系统就比较复杂,几乎不可能扩展到多体状态。
而基于倏逝场耦合的光子晶体腔其本身及腔之间的彼此作用强度较难操纵;一般的侧面耦合波导结构无法组成二维光学微腔阵列和独立操纵相邻微腔的彼此耦合强度。
而咱们提出的方案能够实现耦合强度可调的多微腔系统,并能够推行到二维阵列。
通过对微腔系统的有效调剂,实现可控的腔电动力学进程,完成对量子态的有效相干操作。
4.量子信息物理学基础:
在目前针对强关联体系的量子仿真研究中,人们尽管对很多重要的多体模型提出了相应的仿真方案,但仍有很多重要的物理模型没有相应的方案,如在强关联物理中极其重要的阻挫彼此作用模型。
其困难是很难实现次近邻彼此作用强于近邻彼此作用的机制。
咱们在先前的研究中已经在原那么上克服了这一障碍,从而能够设计出各类重要的阻挫彼此作用模型的量子仿真方案。
另外,目前国际上对进展有效测量手腕,和在人工平台上探测奇异相方面的研究开展较少,咱们将以此项目的研究为契机,进展相应的量子探测的手腕。
三、可行性分析:
1.基于自组织量子点量子光源器件:
咱们在国际上率先提出基于InAs/InP量子点能够较容易实现通信波段确信性纠缠光子对的产生,结果在PRL发表。
咱们进一步提出了增大出射光子对的纠缠度的可行性光学方式。
实验上实现了不加小孔和掩膜而直接观测到单量子点的发光谱。
已经制备出基于量子点的确信性单光子源。
合作单位中国科学院上海微系统和信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室已经开展了微米量子点材料的GSMBE生长研究,而且研制成功了微米量子点激光器。
目前正致力于低密度InAs/InP量子点的生长。
2.线性光学量子信息处置器件:
咱们已经成功制备出新型高亮度光子纠缠源。
此纠缠源各方面性能经查验不低于目前国际上已有的纠缠光源的水平,足以完成更多光子数的量子信息处置实验。
咱们通过理论计算发觉,在脉冲激光泵浦薄晶体时,能够产生几十纳米的参量光,若是结合现有的光通信器件,能够实现两边各几十个节点的量子网络光源。
在实验上,咱们也已经观看到14纳米左右的宽带纠缠。
咱们所在的量子信息重点实验室具有长期从事光纤量子密钥传送实验的基础,能够支持咱们在搭建光纤网络方面提供技术方面的支持。
3.固态微腔量子信息处置器件:
课题承担单位在微腔理论,实验加工,参数调剂和测量,和单量子体系的加工、检测等各方面有长期的积存。
咱们已经能够制备各类高质量微腔,如微球腔,微盘腔和微芯圆环腔;完善了对微腔的测量方式,并初步实现了对微腔的有效调剂。
为研究目标的实现奠定了坚实的基础。
4.量子信息物理学基础:
咱们在拟开展研究的各个方向上都有长期的前期积存。
专门是咱们已经找到调剂多体体系近邻与次近临彼此作用的方式,原那么上能够设计出各类阻挫彼此作用模型的量子仿真方案。
四、课题设置:
本项目拟设四个课题:
(1)半导体量子点量子信息处置器件;
(2)线性光学量子信息处置器件;(3)固态微腔量子信息处置器件;(4)量子信息物理学基础(理论)。
以上课题彼此依托,彼此增进,彼此融合,以期在量子通信网络和量子仿真的关键性技术上取得冲破。
其中:
1).微腔与量子点:
量子点不仅能提供高品质的量子光源,也能够作为固态量子比特的载体与微腔进行有效的耦合。
反之,利用腔电动力学能够调控量子点的发光特性,进一步提高其作为量子光源的质量和发光效率。
2).量子光源与微腔:
现时期研究微腔与物质的彼此作用大体上都是利用激光等经典光源,假设采用量子点或参量下转换产生的非经典光作为腔电动力学的输入光,将会开辟广漠的研究领域和提供丰硕的研究内容,也将为实现有效化量子信息技术提供新的途径。
4)量子点发光与参量纠缠光:
量子点能够作为节点,其电子自旋作为量子比特,参量纠缠光作为纠缠信道连接各个节点。
这种连接能够通过量子点发光与参量光的HOM干与进行。
5).量子信理论组将为上各实验课题提供有力的理论支持。
课题1.半导体量子点量子信息处置器件
要紧研究内容
1.研究基于自组织量子点量子光源器件的生长与制备进程。
研究低密气宇子点的生长方式,研究GSMBE生长InAs/InP量子点的进程中,量子点发光波长的调剂方式,研究产生单光子源和纠缠光源的量子点的生长结构和生长方式,研究确信性单光子源和纠缠光源等非经典光源的原型器件的制备方式。
2.完成自组织量子点单激子和双激子发射光的HBT实验,通过测量各阶关联函数,研究量子点发射的单光子和双光子特性等非经典特性,实现通信波段确信性单光子源,并利用波分复用等技术演示在商用光纤网络中的量子通信进程。
3.实验上利用光学拍或光致发光偏振谱的方法确信量子点中级联辐射中间进程中激子能级的精细结构劈裂,利用磁场或单向应力等方法把精细结构劈裂调剂到接近零,利用量子态层析技术刻画取得的双光子态。
利用双激子湮灭进程取得双光子纠缠态,验证非局域性等。
4.研究量子点中单自旋态的寿命,研究利用光脉冲对单自旋态的操控方式,原理性验证基于自旋态的量子操纵。
目标
研制基于量子点发射的通信波段非经典光源原型器件,并利用这些光源进行量子通信中的各类大体问题的研究,如信道的非马尔科夫性、信道的波分复用等。
完成基于量子点中自旋态的量子操纵的原理性验证。
承担单位:
中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室
课题负责人:
要紧学术骨干:
经费比例:
%
课题2.线性光学量子信息处置器件
要紧研究内容
1.研制16路的逻辑符合电路系统,利用特殊相位匹配条件(II型Beamlike)的参量下转换等非线性进程制备超高亮度纠缠光子对,在此基础上进行较大光子数的量子信息处置实验研究,包括多光子通信复杂性的研究等。
2.利用窄带滤波等手腕提高多光子干与的可见度,制备高纯度的多光子纠缠态,由此实现各类量子信息进程并完成量子力学和量子信息科学中许多大体问题的实验研究。
3.尝试通过更多的可操控光子数和更高保真度的多光子干与进程等进行更高精度的量子测量实验。
4.利用775纳米左右的飞秒宽脉冲泵浦研究通信波段纠缠光源,由此进行量子信道传送量子纠缠的实验研究;研制二维网络纠缠光源,包括刻画两两之间纠缠态的纠缠度和整体相位散布,通过相位补偿的方法把两两之间的纠缠态统一制备到确信的Bell态,在此基础上完成一些量子通信实验研究。
目标
利用新型高亮度光子纠缠源进一步提高可操控光子数及进程保真度,并进一步提高高精气宇子测量的水平。
成功研制可用于网络量子信息进程的二维网络纠缠光源,为开展网络量子信息进程中的应用做好预备。
承担单位:
中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室
课题负责人:
要紧学术骨干:
经费比例:
%
课题3.固态微腔量子信息处置器件
要紧研究内容
1.研究光学微腔性质并完善光学微腔阵列。
研究光学微腔和光学微腔阵列的光学束缚和传播性质;利用高精度的微纳刻蚀工艺能够制备具有高品质因子和较低模式体积的光学微腔;并通过涂层,光学激发或温度等外部环境转变调剂光学微腔的性质。
利用光学倏逝场、波导、或空间直接耦合完成多个光学微腔之间的彼此耦合和信息传递;提高光学微腔的设计与微纳加工技术,在实验上制备出彼此耦合的多个光学腔,并进一步实现一维和两维光学微腔阵列。
2.研究少量乃至单个量子体系与单个微腔的腔电动力学彼此作用。
利用微球、微盘和微芯圆环等固体光学微腔与量子点、金刚石氮缺点等彼此作用,研究相应的量子光学特性;研究强耦合状态下的量子动力学性质,实现对单体光子态或原子态的量子相干操纵和检测。
3.研究耦合光学微腔中不同量子比特之间的彼此作用和量子门操作的实现。
通过研究少量乃至单个量子体系与少量彼此耦合微腔之间的彼此作用,实现不同量子比特之间的量子门操作。
完成少量比特的量子信息处置器件,和相应量子计算或量子通信方案;利用一维或二维光学微腔阵列与量子体系的彼此作用,为进一步实现量子仿真作初步原理性验证。
目标
把握微球、微盘、微芯圆环腔的制备工艺和研究相应的耦合光学微腔系统的光学传输性质;实现量子点或金刚石氮缺点与光学微腔和微腔阵列彼此作用的腔量子电动力学进程,实现对光子态或原子能级态的量子相干操纵,实现比特之间的彼此作用,并完成少量比特的量子信息处置器件,为进一步实现量子仿真作初步原理验证。
承担单位:
中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室
课题负责人:
要紧学术骨干:
经费比例:
%
课题4.量子信息物理学基础
要紧研究内容
1.研究具有可集成性的量子系统芯片式设计和调控方案:
提出利用高效率的基于超导芯片的光子产生器和探测器来实现光子彼此作用的方式和电路;提出在集成系统中实现各类光学器件和光学效应的方法;提出解决系统集成和扩展进程中的一些困难的方案等。
2.解决级联微腔系统在量子信息处置和量子仿真中的关键问题,以期同该项目中“固态微腔量子信息处置器件”课题组能够有效结合,推动实验研究的进展。
3.对重要的强关联模型的量子仿真和量子奇异相在量子仿真平台上的检测,基于超冷原子系统和级联微腔系统,仿真重要的强关联模型(如具有阻挫效应的J_1,J_2模型)和重要的物理机制。
研究基于超寒气体的量子仿真中各类奇异相和拓扑相变的探测方式。
目标
在具有可集成性的量子计算关键器件和强关联系统的量子仿真的研究方面取得假设干国际领先的理论功效;为级联微腔小球的实验平台提供理论上的有力支持,推动量子仿真实验研究的进展。
承担单位:
中国科学技术大学中科院量子信息重点实验室
课题负责人:
要紧学术骨干:
经费比例:
%
四、年度打算
研究内容
预期目标
第
一
年
1.研究基于自组织量子点量子光源器件的生长与制备过程。
2.研究高亮度多光子纠缠源的制备和操控。
3.提高光学微腔品质。
研究少量固态量子体系与单个微腔的腔电动力学相互作用以及相应的量子光学特性
1.实现InAs/InP量子点的低密度生长,熟练掌握微纳加工技术。
实现单量子点光致发光。
2.设计实验方案,并完成八光子通信复杂度实验。
第
二
年
1.研究量子点发射的单光子和双光子特性等非经典特性,实现通信波段确定性单光子源,并利用波分复用等技术演示在光纤网络中的量子通信过程。
2.研究两个光学微腔的耦合性质。
研究单个量子体系与单个微腔的强相互作用,并应用在量子信息操作中。
1.初步制备基于量子点发射的通信波段单光子光源原型器件。
并利用波分复用等技术演示在商用光纤网络中的量子通信过程。
2.初步制备相互耦合光学微腔系统;利用单个量子体系与单个微腔的强相互作用,演示量子信息相关操作,如单比特量子操作。
第
三
年
1.研究量子点中激子的精细结构劈裂;研究纠缠光的产生。
2.研究二维网络纠缠光源的制备。
3.研究提高两个光学微腔的耦合;研究耦合微腔中量子体系与光子相互作用
1.研制基于量子点发射的纠缠光源原型器件。
2.建立两点之间的通信波段二维网络纠缠光源。
3.制备相互耦合的微腔系统。
演示耦合微腔中量子点与单光子相互作用,进一步实现单体光子态或者原子态的量子相干操纵和检测。
第
四
年
1.利用双激子湮灭过程得到双光子纠缠态,验证非局域性等。
2.可用于网络量子信息过程研究的量子网络平台的建立。
3.研究耦合的多微腔系统;研究耦合微腔中两个量子比特的相互作用。
1.利用制备好的单光子源和纠缠光源器件进行量子通信网络化、长程化的各种基本问题的研究。
2.利用二维网络纠缠光源建立起可用于网络量子信息过程研究的量子网络平台。
3.实验制备相互耦合的多微腔系统;实现耦合微腔中比特间有效相互作用。
第
五
年
1.研究量子点中自旋态的寿命等物理特性,研究利用光脉冲对自旋态的操控方式。
2.高精度量子测量的实验研究
3.进一步研究耦合强度可调的光腔与固态量子体系相互作用。
1.探索基于量子点中自旋态的量子控制的原理性验证。
2.争取实现逼近或达到海森堡极限的多光子高精度量子测量实验演示。
3.实现两个量子比特之间相互作用可调谐;至少完成两个量子比特量子信息操作。
一、研究内容
量子信息技术的有效化必需冲破某些关键性技术。
由于量子态的脆弱性,对实现量子信息的物理体系有十分苛刻的要求,如具有较长的相干时刻,可扩展性,和易操控性等特点。
而这些特点有时往往是彼此对立的。
这就对咱们操控量子态的能力提出了极大的挑战。
另外,咱们还必需把握量子体系的加工能力和微弱量子信号的测量能力。
各物理系统有不同的特点和性质,但又有相同的地址。
本项目的要紧任务是围绕量子信息有效化的要求,实现量子通信网络和量子仿真的假设干关键器件。
为达此目标需解决的关键科学问题如下:
1.围绕量子通信长程化、网络化的要求,实现量子网络通信的关键器件,具体包括:
通信波段的量子单光子源和纠缠光源;高亮度、多光子纠缠态的产生、操控、及其应用,以期搭建长程、网络化的量子通信的雏形。
2.围绕量子仿真的物理实现,在固态光学微腔系统中实现强关联多体系统量子仿真的各个关键技术,具体包括:
实现单量子系统与腔模的强耦合;长寿命的量子寄放器;构建光学微腔阵列,实现光腔阵列两节点间的有效彼此作用。
以期初步建成强关联多体系统的量子仿真平台。
3.具有可集成性的量子计算和量子仿真的关键理论问题,包括如何将集成光学的思想应用于超导集成芯片系统,完成具有可集成性的量子计算系统各个关键器件的理论设计;如何利用新型的调控手腕,实现新的重要的强关联多体模型的量子仿真方案,和在量子仿真平台上对奇异多体相的有效探测方式;进展和应用新型的量子信息多体算法来处置多体问题。
具体研究内容为:
1.半导体量子点量子信息处置器件
a)研究量子点量子光源器件的生长与制备。
研究低密气宇子点的生长方式,研究GSMBE生长中InAs/InP量子点的波长调剂方式,研究单光子源和纠缠光源的生长结构和生长方式,研究原型器件的制备方式。
b)完成量子点单激子和双激子发射光的HBT实验,研究量子点发射的单光子和双光子特性,实现通信波段确信性单光子源。
c)实验上观测量子点中激子能级的精细结构劈裂,利用磁场或单向应力等方法把精细结构劈裂调剂到接近零,利用量子态层析技术刻画取得的双光子态。
利用双激子湮灭取得双光子纠缠态,验证非局域性等。
d)研究量子点中单自旋态的寿命,研究利用光脉冲对单自旋态的操控方式,原理性验证基于自旋态的量子操纵。
2.线性光学体系
a)研制16路的逻辑符合电路系统,利用特殊相位匹配条件(II性Beamlike)的参量下转换非线性进程制备超高亮度纠缠光子对,在此基础上进行较大光子数的量子信息处置实验研究,包括多光子通信复杂性的研究。
b)利用窄带滤波等手腕提高多光子干与的可见度,制备高纯度的多光子纠缠态,由此实现各类量子信息进程的实验研究。
c)尝试通过更多的可操控光子数和更高保真度的多光子干与进程等进行更高精度的量子测量实验。
d)利用775纳米左右的飞秒宽脉冲泵浦研究通信波段纠缠光源,由此进行量子信道传送量子纠缠的实验研究;研制二维网络纠缠光源,包括刻画两两之间纠缠态的纠缠度和整体相位散布,通过相位补偿的方法把两两之间的纠缠态统一制备到确信的Bell态,在此基础上完成一些量子通信实验研究。
3.固态光学微腔
a)研究光学微腔和耦合微腔系统的性质。
研究光学微腔和光学微腔阵列的光学束缚和传播性质;制备具有高品质因子和较低模式体积的光学微腔并实现有效调剂光学微腔的性质;制备彼此耦合强度可调的耦合光学微腔系统。
b)研究少量乃至单个量子体系与单个微腔的腔电动力学彼此作用。
研究微球,微盘和微芯圆环等固体光学微腔与量子点,金刚石氮缺点等彼此作用体系的量子光学特性;研究强耦合状态下的量子动力学性质;实现对单体光子态或原子态的量子相干操纵和检测。
c)研究耦合光学微腔中不同量子比特之间的彼此作用和量子门实现。
实现不同量子比特之间的量子态操作;完成少量比特的量子信息处置器件,和相应量子信息方案;利用一维或二维光学微腔阵列与量子体系的彼此作用,为进一步实现量子仿真作初步原理性验证。
4.量子信息物理基础
a)研究具有可集成性的量子系统芯片式设计和调控方案:
提出利用高效率的基于超导芯片的光子产生器和探测器来实现光子彼此作用的方式和电路;提出在集成系统中实现各类光学器件和光学效应的方法;提出解决系统集成和扩展进程中的一些困难的方案等。
b)解决基于级联的微腔小球系统在量子信息处置和量子仿真中的关键问题,以期同本项目中“固态微腔量子信息处置器件”课题组能够有效结合,推动实验研究的进展。
c)对重要的强关联模型的量子
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