強耦合體系量子操控技術的實驗研究

《強耦合體系量子操控技術的實驗研究》是依託中國科學技術大學，由陳宏偉擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：強耦合體系量子操控技術的實驗研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：陳宏偉
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

固態量子計算是未來量子計算發展的重要方向，而固態核磁共振體系多為強耦合作用系統。強耦合體系由於其相互耦合作用強，實現量子邏輯門操作時間比弱耦合體系要短，可以在相同的退相干時間內實現更為複雜量子計算。但是強耦合系統的系統哈密頓量的形式以及隨時間的演化要更為複雜，因此無論是系統哈密頓量的解析以及操控和讀出相對於液體（弱耦合）系統都複雜的多。本項目將對強耦合核磁共振體系的量子操控的實驗技術展開研究，掌握在強耦合系統中實現量子調控的關鍵脈衝技術，結合如動力學去耦、絕熱量子計算、量子糾錯碼等多種理論方案，以及多脈衝去耦技術和交叉極化等多種實驗技術手段，通過理論計算與實驗驗證相結合的方法，探索其中的動力學機制，實現高精度的量子邏輯門，並以此實現一些複雜量子計算和量子模擬任務演示。

結題摘要

在項目的執行期間，我們利用磁共振技術為實驗手段，發展了如強調製脈衝方法、絕熱量子演化等最佳化控制手段控制手段，實現對多自旋、強耦合量子體系的高精度的量子操控。並利用發展的最佳化控制技術，完成了3/2自旋四極核自旋液晶量子體系的贗純態製備，實現量子機率克隆過程的實驗演示，利用量子退火方法絕熱過程演化實驗實現旅行商問題求解， 構建量子模擬器完成量子化學動力學過程的模擬等一系列研究工作。項目研究進展順利，研究成果發表在國際權威物理期刊《Physical Review Letters》、《Physical Review A》等雜誌上，並參與了關於量子化學模擬實驗研究的綜述文獻的撰寫。研究成果獲2012年度教育部自然科學一等獎（第四完成人）。