《腔陣列中糾纏特性和多體問題及其在量子模擬中的套用》是依託東南大學，由薛鵬擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：腔陣列中糾纏特性和多體問題及其在量子模擬中的套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：薛鵬
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
量子信息技術正在逐步走向實用化，達到這一目標尚有關鍵性技術有待突破。而量子模擬則是量子信息技術的主要套用之一，因而利用現有實驗條件和基礎實現量子模擬技術凸顯出其重要性和迫切性。本項目通過對腔陣列的物性，尤其是量子糾纏特性、演化及多體現象的深入研究，提出新型調控手段，實現腔陣列對強關聯多體系統的量子模擬的各個關鍵性技術，提出一套建立量子模擬平台的完整理論，利用此平台尋求多體奇異量子相變的有效而可行的測量方法，並開發新型、最佳化的量子多體算法用於進一步研究處理凝聚態多體問題。本項目具有三個層面上的意義：硬體上，利用目前最具潛力率先實現量子信息技術的系統實現多體系統的量子模擬平台；軟體上，利用多體系統的關聯特性開發新的、更快的量子多體算法；提供審視多體系統中量子糾纏和關聯特性的又一嶄新平台。上述理論取得成功，必將對量子信息技術的實驗研究起到指導性作用，並最終推動量子信息技術實用化、集成化和產業化。
結題摘要
在項目資助期間，在量子模擬，量子計算的物理實現，量子態工程及量子行走等方面取得了一定成就，共在Physical Review Letters等SCI收錄學術期刊上發表高水平學術論文三十篇，均標註項目資助。研究工作進展順利，進度符合項目預期計畫，超過預期研究成果。在量子模擬這一方向具體研究成果如下： （一）提出實現單量子系統與腔模的強耦合，構建腔陣列，實現腔陣列近鄰節點間的有效相互作用，實現對腔陣列體系中近鄰節點耦合的有效調控，研究腔陣列體系中的極化子的糾纏特性，利用腔輔助的中性原子模擬自旋鏈的基態，論文《Simulation of the ground states of spin rings with cavity-assisted neutral atom》發表在Scientific Reports上。並自2013年開始建立線性光學實驗平台，利用雙光子偏振糾纏態實驗實現對自旋鏈的基態的量子模擬，論文《Photonic simulation of ground-state of an Ising spin chain》已經投稿至Physical Review Letters。 （二）在利用線性光學體系進行量子模擬方面的研究，利用單光子源和beam displacer干涉儀實現存在位相缺陷的量子行走，在量子行走的框架中實驗模擬凝聚態物理中的複雜現象Anderson localization現象和Bloch Oscillation。目前已有實驗結果《Localized State in a Two-Dimensional Quantum Walk on a Disordered Lattice》發表於Physical Review A,《Observation of quasiperiodic dynamics in a one-dimensional quantum walk of single photons in space》發表於New Journal of Physics，《Trapping photons in a line》發表於Scientific Reports，以及《Experimental realization of one-dimensional optical quantum walks》發表於Chinese Physics B。
