绝热量子计算

着重从物理学和计算机科学角度阐述和分析绝热量子计算:首先介绍绝热量子计算的基本原理及其计算能力,然后通过绝热量子计算与传统量子计算的性质和物理实现方式的对比阐述前者的某些优势,在此基础上介绍绝热量子算法,最后探讨了绝热量子计算的前景及发展趋势。     

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.     

非绝热、非周期演化量子相位特征与测量研究

以二能级原子系统为模型, 细致地研究了非绝热演化量子相位特征. 基于量子干涉原理, 提出了一种测量非绝热演化量子相位的新方法. 且阐述了这种测量方法的物理机理, 利用这种方法在原子态布居几率的干涉条纹中可直接获得量子相位的分布信息.     

绝热近似下耦合量子阱中电子运动的本征解与时间演化

定量分析了电子在周期驱动耦合量子阱中的运动情况,导出了绝热近似条件下时间演化算符的表示,计算了不同初始条件下阱中电子数分布随时间演化的关系.     

绝热演化和定态

哈密顿量随时间绝热改变的量子系统遵循热定理，但系统波函数不具有定态的稳定性质，它们不是定态。     

耦合谐振子的量子绝热捷径设计

量子绝热捷径技术旨在加快量子绝热慢过程,已经被广泛用于原子的冷却、转移等量子信息处理过程.研究耦合谐振子模型的量子绝热捷径设计及其热机应用,基于耦合谐振子模型的量子不变量,首先得到Ermakov方程,然后反设计耦合谐振子频率,最终加快绝热过程而不产生末态激发.本工作为耦合谐振子的量子态操控及超绝热量子热机提供了新思路.     

基于腔衰减辅助的受激拉曼绝热跟随技术的量子计算方案

提出了一个基于腔QED系统实现无退相干子空间中任意两比特纠缠逻辑门的理论方案,结合已有的单量子比特的逻辑操作,就可以完成任意的量子计算.两个相同的原子囚禁在单模光学腔中,并受到外加激光场的驱动,在腔场初态处于真空态的情况下,大的腔场衰减相当于对腔场进行频繁测量,而使之保持在真空态,这种效应就是腔场衰减协助的量子Zeno效应,它通过生成腔场的无退相干子空间而有效地抑制了腔场衰减的影响.另一方面,利用受激Raman绝热过程来克服原子自发辐射的影响,所以方案可以获得很高保真度的纠缠逻辑门.     

量子绝热捷径技术在三波导耦合器设计中的应用

通过将量子无摩擦动力学与绝热消除结合实现了量子绝热捷径技术在光波导耦合器中的设计.为了使该方案更实际可行,引入了幺正变换,以便对波导的宽度以及相邻波导之间的间距进行设计,并利用光束传播法对三波导耦合器进行模拟验证.模拟结果表明,相比于绝热耦合,利用绝热捷径设计的耦合器可以在传输长度缩短4倍的情况下实现能量的有效耦合.该方案可适用于量子信息处理和集成光学领域.     

半导体量子点中电子态的绝热捷径控制

量子态的精确制备和相干控制是量子信息处理和固态量子计算中的重要任务.近年来,量子绝热捷径技术已经被广泛用于原子的冷却、转移等量子信息处理过程,旨在加快绝热慢过程,提高量子态制备和传输的保真度.介绍了量子绝热捷径技术中不变量反控制法、量子无摩擦动力学等不同方案在半导体量子点中电子态快速且高保真的控制应用,并分析了各类方法...     

利用暗态制备离子Cluster State

提出一种利用暗态制备Cluster state的方案.该方案的主要优点是不需要离子的振荡模来存储信息,量子信息存储于多能级离子的基态中;并且整个制备过程中,系统始终处于暗态中,有效地抑制了环境对系统的消相干和实验参数不稳定等因素的影响.在当前的实验技术条件下,该方案是可行的.     

Stern-Gerlach实验的绝热演化与Berry相因子

给出了Ｓｔｅｒｎ－Ｇｅｒｌａｃｈ实验在绝热演化过程中的Ｂｅｒｒｙ相因子．     

广义含谐振子的含时粒子数表象及绝热量子相位和绝热含时相干态

直接定义广义含时谐振子的产生、湮灭算符,从而建立了该系统的含时粒子数表象．在此表象中很方便求得系统的绝热量子相位、找到它的绝热含时相干态,并对相干态的一些重要性质进行了讨论     

中心对称量子态的量子失协

讨论了一类中心对称密度矩阵的量子失协,即满足在局域Hadamard门之下变换为X态的中心对称密度矩阵:HHρcHH=ρx,这里为Hadamard门变换。进一步得到了任意两量子比特中心对称态的量子失协的解析公式。并讨论了中心对称态的量子失协在几种重要物理系统中的计算和应用。     

量子信息中的连续小波变换

介绍连续小波变换和量子信息的基本概念和基本理论,进而分析连续小波变换在量子信息处理中应用的可能性与及必要性。从定量与定性分析中发现,连续小波变换对明亮光束等连续量子信息的处理与分析、计算方法起著重要的作用,尤其是对量子信息理论和技术起到直接的作用。     

基于三粒子纠缠态的量子受控密集编码

提出利用一个三粒子纠缠态作为量子信道的受控密集编码方案。结果表明:监控者通过调节其测量角可以控制发送者的信息发送能力。     

利用腔QED实现量子态的转移

利用多个相同的两能级原子在一个强经典场驱动下同时和一个单模腔场发生相互作用模型,给出了如何实现一个量子比特的原子态的远距离转移、原子纠缠态转移的方案.该方案中的腔场处于虚激发状态,原子和腔场之间没有能量交换.因此所提出的态转移方案不受腔场热光子和腔衰减的影响,对腔的Q值要求大大降低,使实验实现成为可能.