基于腔场中氮空穴色心的几何量子计算（英文）

利用纯几何操作,提出腔场中的氮空穴色心作为量子比特实现几何量子计算的方案.在暗态子空间中,选取合适的闭合演化回路,可以构造出单比特和双比特控制相位门.因此,该文提出了一种很有前景的实现容错量子计算的方案.     

非绝热和乐量子计算新进展

量子计算是基于量子力学规律调控量子信息单元进行计算的一种新型计算模型.众所周知,对噪声不敏感的高保真度量子逻辑门是实现大规模量子计算的关键.几何量子计算是利用几何相位来实现量子逻辑门操作的量子计算策略,其特点是利用几何相位的整体性质避免某些局域噪声对量子操作的影响,从而实现高保真度的量子逻辑门.因此,基于几何相位的量子操控是量子信息处理领域中非常重要的研究课题.该文以基于非阿贝尔几何相位的和乐量子计算为例,介绍非绝热和乐量子计算方案的新进展.     

利用超导量子干涉仪制备N比特团簇态（英文）

利用两个超导量子干涉仪与腔场的相互作用,提出一种实现标准两比特量子相位门的方案。利用构造的两比特相位门,还提出了一种制备N比特团簇态的方案。在此方案中,量子信息被编码在两个超导量子干涉仪的相对稳定的基态上。在两个超导量子干涉仪与单模腔场的相互作用过程中,由于超导量子干涉比特的激发态被绝热地消去,激发态所引起的消相干得到了有效的抑制。此外,还讨论方案的实验可行性。     

腔中利用人工原子实现多量子比特相位门

在量子信息研究中,多量子比特相位门具有非常重要的意义。本文介绍了实现多量子比特相位门的两种模型,提出了一个利用腔中四能级超导人工原子实现多量子比特相位门的方案。该方案采用一个量子场和两个经典场控制各能级之间的跃迁,提高了多量子比特系统抵抗退相干的能力。     

利用耦合超导量子比特实现受控U门

运用两量子比特非局域操作的几何表示理论,提出了利用射频脉冲作用下的耦合超导量子比特构建受控逻辑门(受控U门)的一个理论方案,并进一步推导出在电容耦合和自感耦合系统中构建受控U门时,其哈密顿量中的拉比频率所需要满足的条件.最后通过两量子比特控制相位门的实现说明该方案的可行性.     

基于腔QED系统的量子相位门设计

提出一个基于腔QED系统实现量子相位门的设计方案.结果表明:在两个全同的二能级原子与光场相互作用过程中,借助经典场对原子实施Rabi翻转,控制原子射入腔场的速度v,选择原子与场相互作用参数l0,n和κ,可实现量子相位门.     

超导非绝热几何量子计算及其优化控制

为实现量子门的高保真度和强鲁棒性,提出基于超导量子电路体系的非绝热几何量子计算方案.仅通过对超导比特施加含时共振微波驱动的方式,可以在超导比特上实现任意的单比特几何量子门.同时,在2个电容耦合的超导比特体系中,非平庸的2比特几何量子门也可以类似地实现.结果表明:提出的非绝热几何量子计算方案不仅对几何量子操作具有较好的鲁棒性,还可以与优化控制技术兼容,进一步增强量子门的鲁棒性.该方案的提出使容错固态量子计算的研究与发展向前迈出了重要的一步.     

基于低Q腔的无集体弛豫量子信息处理

研究了原子囚禁于光学腔系统在低Q腔条件下的输入输出过程,将2个原子编码为在集体弛豫无消相干子空间(Collective-relaxation Decoherence-free Subspaces,CRDFS)内的逻辑量子比特,提出了2种构建光子和逻辑量子比特之间的杂化受控相位翻转门(Hybrid Controlled-phase-flip (CPF) Gate)的理论方案.基于此CPF门,说明可以实现在CRDFS内逻辑量子比特的纠缠态制备.该方案只需要低Q腔和中度耦合条件,这比之前的方案实验上更容易实现.     

基于低Q腔的集体旋转无退相干子空间中的量子信息处理

基于低Q腔的单光子输入输出过程实现量子信息处理任务.将2个光子的极化态编码为1个逻辑量子比特,编码方式对于集体旋转噪声免疫.提出了实现原子和逻辑量子比特之间的混合控制相位翻转门,2个逻辑量子比特之间的CNOT门,逻辑量子比特的纠缠制备,原子到逻辑量子比特的量子态转移等方案.     

基于两个Λ型三能级原子实现量子交换门

利用Λ型三能级原子与双模腔场的耦合和经典光场的驱动,提出在两原子间实现量子交换门的理论方案.此方案中,量子信息仅编码于原子基态上,因而其不受原子自发辐射影响.考虑在腔耗散后,通过选择合适参数,数值模拟结果表明该交换门的保真度可超过0.949.     

利用选择共振作用实现相位门

提出一个在高品质腔中实现相位门方案.该方案通过控制原子和腔之间的相互作用,选择所需要的共振作用,而让其它的原子跃迁由于大失谐可以绝热去除.由于仅原子基态参与作用,该方案有效抑制了原子自发辐射的影响;同时,不需要对腔中原子独立寻址,进一步降低了实验难度.     

Geometric quantum computation using nuclear magnetic resonance

A significant development in computing has been the discovery that the computational power of quantum computers exceeds that of Turing machines. Central to the experimental realization of quantum information processing is the construction of fault-tolerant quantum logic gates. Their operation requires conditional quantum dynamics, in which one sub-system undergoes a coherent evolution that depends on the quantum state of another sub-system; in particular, the evolving sub-system may acquire a conditional phase shift. Although conventionally dynamic in origin, phase shifts can also be geometric. Conditional geometric (or 'Berry') phases depend only on the geometry of the path executed, and are therefore resilient to certain types of errors; this suggests the possibility of an intrinsically fault-tolerant way of performing quantum gate operations. Nuclear magnetic resonance techniques have already been used to demonstrate both simple quantum information processing and geometric phase shifts. Here we combine these ideas by performing a nuclear magnetic resonance experiment in which a conditional Berry phase is implemented, demonstrating a controlled phase shift gate.     

高k栅栈MOSFET共振隧穿模型

针对高介电常数（k）栅堆栈金属氧化物场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET）实际结构,建立了入射电子与界面缺陷共振高k栅栈结构共振隧穿模型.通过薛定谔方程和泊松方程求SiO2和高k界面束缚态波函数,利用横向共振法到共振本征态,采用量子力转移矩阵法求共振隧穿系数,模拟到栅隧穿电流密度与文献中实验结果一致.讨论了高k栅几种介质材料和栅电极材料及其界面层（IL）厚度、高k层（HK）厚度对共振隧穿系数影响.结果表明,随着HfO2和Al2O3厚度减小,栅栈结构共振隧穿系数减小,共振峰减少.随着La2O3厚度减小,共振峰减少,共振隧穿系数却增大.随着SiO2厚度增大,HfO2,Al2O3和La2O3基栅栈结构共振隧穿系数都减小,共振峰都减少.TiN栅电极HfO2,Al2O3和La2O3基栅栈比相应多晶硅栅电极栅栈结构共振隧穿系数小很多,共振峰少.     

Experimental demonstration of a robust,high-fidelity geometric two ion-qubit phase gate

Universal logic gates for two quantum bits (qubits) form an essential ingredient of quantum computation. Dynamical gates have been proposed in the context of trapped ions; however, geometric phase gates (which change only the phase of the physical qubits) offer potential practical advantages because they have higher intrinsic resistance to certain small errors and might enable faster gate implementation. Here we demonstrate a universal geometric pi-phase gate between two beryllium ion-qubits, based on coherent displacements induced by an optical dipole force. The displacements depend on the internal atomic states; the motional state of the ions is unimportant provided that they remain in the regime in which the force can be considered constant over the extent of each ion's wave packet. By combining the gate with single-qubit rotations, we have prepared ions in an entangled Bell state with 97% fidelity-about six times better than in a previous experiment demonstrating a universal gate between two ion-qubits. The particular properties of the gate make it attractive for a multiplexed trap architecture that would enable scaling to large numbers of ion-qubits.     

缀饰态的几何相位特征及其分布状态研究

以时域对称光场作用下的二能级原子系统为模型, 细致地研究了缀饰态中动力学相位和几何相位的表现形式和分布状态. 利用量子干涉效应, 在理论上提出了实现测量几何相位分布的新方法. 这种测量方法克服了核磁共振和光子回波技术的不足之处, 阐述了测量方法和物理机理.     

基于离散变量遗传算法的注塑模浇口位置优化设计

建立了一个注塑模浇口位置设计的多目标优化模型,以浇口位置作为设计变量,优化充填过程中入口压力、温度分布等主要工艺参数以减小制品的翘曲程度.将拟精确罚函数和基于信息熵的多种群离散变量遗传算法相结合,发展了一种求解注塑模浇口位置多目标优化问题的迭代格式.在遗传进化中采用了多种群遗传策略和基于信息熵的空间减缩搜索技术,从而大大提高了遗传进化的效率.将该算法与注塑模流动数值模拟程序结合进行浇口位置优化设计.算例表明所提出的方法适用于注塑模浇口位置优化,并且有较好的计算效率和精度.     

水流诱发平板闸门垂向振动的分析与计算

本文建立了水流诱发平板闸门垂向非线性振动的数学模型,并通过模型试验确定振动方程中的参数,解决了非线性振动方程的求解问题,计算表明,计算值与实验值吻合较好,说明所建立的数学模型基本上能反映闸门垂向振动的物理机制,对实际平板闸门的振动特性预报具有实用价值。     

辛数值流形时间子域法

基于多自由度系统相空间非传统Hamilton变分原理, 提出了一种结构动力响应分析的新方法-辛数值流形时间子域法. 该方法在时间子域上应用数值流形方法, 基于Lagrange分片函数, 构造非差分格式. 证明了这种辛算法是无条件稳定的, 并给出算法的改进递推方法. 通过两个不同类型算例的计算结果表明, 这种在Hamilton体系下的辛算法的精度和计算效率都明显高于国际上常用的Wilson-θ法和Newmark-β法, 是一种高性能、高质量和高精度的算法.