《囚禁離子的糾纏和簡單量子算法的實驗實現》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由馮芒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：囚禁離子的糾纏和簡單量子算法的實驗實現
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：馮芒
- 依託單位：中國科學院精密測量科學與技術創新研究院
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
人工束縛條件下對量子態的有效操控是人們探索微觀世界基本規律的有效途徑。離子阱是這方面最有希望的候選裝置之一。申請人的團隊已經實現了八個離子呈線型晶體的囚禁。基於此，申請人擬通過本項目探索實驗實現線型離子阱中多個離子的邊帶冷卻、量子糾纏態的生成和探測以及簡單量子算法等。主要內容包括：利用邊帶冷卻，線上型離子阱中冷卻一串離子到量子振動態的基態（包括一維冷卻和三維冷卻）；對每個離子進行個別定址，對離子串整體的量子態進行精確操控和測量；通過邏輯操作，實現兩到三個離子的糾纏；實驗實施簡單的量子算法和檢驗量子力學的基本問題。本項目是離子阱量子信息處理的初期工作，將幫助我們掌握量子態製備、操控和探測的核心技術，提升我國量子信息研究的實驗水平，為實現大規模的超冷離子量子信息處理打下良好基礎。
結題摘要
人工束縛條件下對量子態的有效操控是人們探索微觀世界基本規律的有效途徑。離子阱是這方面最有希望的候選裝置之一。申請人通過本項目的探索,在實驗上操控了16個離子的結構相變，實現了線型離子阱中1-2個離子的邊帶冷卻、量子糾纏態的生成和探測以及簡單量子算法等。主要內容包括：利用邊帶冷卻，線上型離子阱中冷卻了1-2個離子到量子振動態的基態；對每個離子進行了個別定址，對離子的量子態進行了精確操控和測量；通過邏輯操作，實現了兩個量子比特的糾纏；實驗實施了簡單的量子算法，檢驗了量子力學的基本問題-海森堡不確定性的新不等式。本項目發表論文23 篇，獲得專利授權2 項，其中發表Nature Communications 1 篇， Science Advances 1 篇， Physical Review A 8 篇。本項目是離子阱量子信息處理的初期工作，將幫助我們掌握量子態製備、操控和探測的核心技術，提升我國量子信息研究的實驗水平，為實現大規模的超冷離子量子信息處理打下良好基礎。
