《基於冷離子的可調控環境下薛丁格貓態的實驗研究》是依託中國科學院精密測量科學與技術創新研究院，由周飛擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於冷離子的可調控環境下薛丁格貓態的實驗研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周飛
- 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
對量子體系進行操控不僅有著重要的科學意義而且具有極高的技術套用價值。過去幾十年，將量子體系與環境隔離並且進行相干操作取得了巨大的成功，比如在不同的物理體系中實現的薛丁格貓態的製備和操控。但是，對於更普遍的存在環境作用下的量子體系的動力學仍有許多問題尚待深入探索。本項目以線形離子阱系統作為研究平台，具體對介觀尺度的薛丁格貓態在可調控環境下的動力學過程進行實驗研究。主要研究內容包括：結合雷射冷卻和量子態操控技術，通過實現離子內態和振態的糾纏來製備介觀尺度的薛丁格貓態；通過相干態波包的量子干涉來實現對薛丁格貓態的測量；通過調控環境與離子的相互作用，深入研究薛丁格貓態在可控環境下的動力學過程及退相干機制。本項目的研究不僅有助於深化我們對量子力學基本原理的認識，而且有助於深入理解冷離子體系的退相干機制，並將為實現大規模的囚禁離子量子計算和量子模擬提供參考。
結題摘要
對量子體系進行操控不僅有著重要的科學意義而且具有極高的技術套用價值。過去幾十年，將量子體系與環境隔離並且進行相干操作取得了巨大的成功，比如在不同的物理體系中實現的薛丁格貓態的製備和操控。本項目的研究不僅有助於深化我們對量子力學基本原理的認識，而且有助於深入理解冷離子體系的退相干機制。主要研究內容包括：結合雷射冷卻和量子態操控技術，通過實現離子內態和振動態的糾纏來製備介觀尺度的薛丁格貓態；通過相干態波包的量子干涉來實現對薛丁格貓態的測量；通過調控環境與離子的相互作用，深入研究薛丁格貓態在可控環境下的動力學過程及退相干機制。通過三年多的努力，基本完成了項目目標，並且在對可控環境和退相干過程的研究中，延伸出了通過單個囚禁離子對不確定關係和量子熱力學的研究。實現了離子內外態的糾纏和薛丁格貓態的製備。實驗驗證了海森堡誤差擾動關係，驗證了非平衡動力學過程中的量子信息熱力學等式以及Jarzynski等式。
