《囚禁離子體系對摻雜富勒烯豆莢模型的量子仿真的研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由楊萬里擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：囚禁離子體系對摻雜富勒烯豆莢模型的量子仿真的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：楊萬里
- 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
囚禁在電磁勢阱中的超冷離子是目前最被看好的量子仿真的候選者之一，而摻雜富勒烯體系是固態量子計算的一個重要方案。本項目旨在以囚禁離子體系作為研究對象，從理論上探討，處在Paschen-Back 區的強梯度磁場下的離子體系，對摻雜富勒烯豆莢模型的量子仿真。主要研究工作包括探討理想條件和弱的環境耦合條件下的離子的自旋-自旋相互作用模型,及相關的一些量子動力學行為；探討如何運用 NMR技術,結合離子核自旋和電子自旋兩個自由度對豆莢模型中的量子邏輯門操作進行量子仿真,運用量子路徑或量子主方程方法數值模擬各種退相干因素的影響，並用於檢驗實驗結果。本項目著眼於理論結合實驗進行，將不僅有助於深化我們對固態量子計算本身的認識，而且也可以為實現小規模的離子阱量子仿真提供理論基礎。
結題摘要
本項目旨在以囚禁離子體系作為具體的研究對象，從理論上嚴格探討，處在Paschen-Back 區的強梯度磁場下的離子體系，對摻雜富勒烯豆莢模型的量子仿真。經過三年的系統研究，我們完成了本項目的既定目標,主要的研究成果包括：從理論上嚴格探討了處在Paschen-Back 區的強梯度磁場下的離子體系的量子行為；系統地研究了處於外部梯度磁場中的單離子的運動，以及在足夠強的電子-聲子耦合機制下系統的量子效應及橫場伊辛模型的有效模擬；理論上提出了一系列可行的量子信息處理及量子仿真方案,並嚴格分析了當前實驗技術下的可行性。同時，我們還研究了處於Paschen-Back區以內的摻雜富勒烯豆莢體系的基本性質，提出實現單個核自旋和電子自旋比特的量子邏輯門操作，以及任意兩個電子比特之間的條件受控相位門和單向量子計算中的一維和二維簇態的製備方案。除此之外，我們還系統研究了固態體系中的囚禁離子 -- 金剛石氮-空外中心體系的量子特性和相關的量子信息處理。這些研究結果為我們今後相關研究的開展打下了良好的理論基礎。本項目著眼於理論結合實驗進行，將不僅有助於深化我們對固態量子計算本身的認識，而且也可以為實現小規模的離子阱量子仿真提供理論基礎。受本項目資助共發表SCI收錄論文21篇，同時項目主持人在項目開展過程中培養了研究生3名，另外項目主持人參加了國內外學術會議5次並多次報導了與本項目相關的一系列研究成果。
