《光子晶體中的量子糾纏動力學演化及其保護機理研究》是依託華南農業大學，由劉景鋒擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：光子晶體中的量子糾纏動力學演化及其保護機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉景鋒
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
量子糾纏是實現量子計算、量子通信及量子相干調控的核心資源，而環境作用引起的量子糾纏耗散是限制其套用的主要因素，所以通過研究量子糾纏動力學演化過程，找到引起糾纏耗散的原因，進而研究出減緩或控制糾纏耗散的機制尤為重要。光子晶體是一種全新的光學材料，它可以有效的調控量子系統的輻射及抑制量子系統的退相干。本項目將以光子晶體為平台，系統而深入的研究量子糾纏問題，突破馬爾科夫近似和兩個色散模型的理論框架，發展出一套普適的時間演化算符理論。基於這套理論，研究兩量子系統在光子晶體環境中的糾纏動力學演化過程，發現引起糾纏耗散的原因，進而找到減緩或控制糾纏耗散的理論方法和實驗方案；探索基於光子晶體為平台的糾纏保持的新機理和新方法；設計一種基於光子晶體薄板的量子受限結構，並利用此結構研究糾纏動態操控的機制。這些研究將利於我們更深入理解和拓寬利用量子糾纏，對未來量子信息的套用具有重要意義。
結題摘要
量子態相干保護、自發輻射壽命操控和量子糾纏耗散抑制是由光子與量子輻射系統以及光子與量子糾纏系統之間的局域耦合相互作用強度決定，局域耦合相互作用強度確定以及調控成為微納量子光學研究的一個關鍵問題。局域耦合相互作用強度正比於光子的局域態度或光子的取向局域態度，依量子態以及糾纏系統中量子比特的取向是隨機或固定而定。因此，局域耦合相互作用強度或光子局域（或方向性局域）態密度的準確計算是微納量子光學研究的基礎，對該問題的研究一直是國際上的熱點。在本項目的執行過程中，我們發展了平面波展開法、時域有限差分法和表面積分法用於計算微納結構中局域及方向性局域態密度。另外，本項目基於光子晶體平台，突破馬爾科夫近似和兩個色散模型的理論框架，建立了一套普適的基於單邊傅立葉變化的時間演化理論用於研究單個量子比特或者量子糾纏比特在光子帶隙中以及光子帶邊的量子態、量子糾纏態的動力學演化特性，並在研究過程中設計出了一種基於光子晶體薄板的量子受限結構，研究了此結構中光子帶隙以及局域態密度的動態變化。
