《電路QED系統中多能級超導人工原子的量子態操縱和測量》是依託中國科學技術大學，由袁浩擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：電路QED系統中多能級超導人工原子的量子態操縱和測量
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：袁浩
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
電路量子電動力學系統(QED)是最具競爭力的量子信息處理候選方案之一。在電路QED系統中二能級超導人微設辯工原子通常被用來作為量子信息的載體（量子比特）。由於超導人工原子可以被調製成具有反諧性很好的多能級結構，作為我們之前研究工舉精照兵作的延拓和深入，在本項目中我們將開展電路QED系統中多能級超導人工原子的量子態操縱和量子非破壞性測量等方面的研究。具體的研究內容包括：1）多能級超導人工原子的量子非破壞性測量及其套用於實現高效且最最佳化的量子態重構和驗證量子力學基本原理辨端榆；2）對多能級人工原子施加微波場來設計耗散過程，簽習淋利用耗散作為一種資源來製備各種量子糾纏態，如Bell態、GHZ態、W態以及高維糾纏態；3）實現多能級人工原子的量子邏輯門和量子計算，探索通過調控耗散過程實現量子計算的新模式。本挨愉堡項目的研究不僅可以為未來量子信息技術的發展提供理論基礎和實驗依據，而且也可以為量子力學基本原理的驗證提供新的途徑。
結題摘要
電路量子電動力學(QED)系統中超導人工原子的量子態操縱和測量是近年來一個非常重要的研究課題。本項目的研究已取得如下的研究成果：(1)在驅動腔QED系統（包括電路QED系統和光學腔QED系統）中量子非破壞測量實現的最佳途徑，研究發現通過探測穩態透射譜可以實現qubit和qutrit態的量子非破壞測量，這種方法可以用來實現高效、最最佳化、高保真度的量子態層析；(2)在低Q值腔QED系統（包括單邊和雙邊透射的電路QED系統和光學腔QED系統）中的量子非破壞測定歸量，研究發現通過單光子輸入輸出過程可以實現單qubit態和兩qubit態的量子非破壞測量和量子態重構；(3)利用絕熱捷徑技術，在固態量子自旋系統中提出了快速的、魯棒的、有效的量子態轉移方案；(4)在超導量子電路中基於斯塔克啁啾快速絕熱布局轉移技術實現高效的單qubit的Pauli-X和兩個qubit的iSWAP量子門。本項目的研究可以為電路QED系統中超導人工原子的量子態操縱和測量的實驗實現提供理論基礎和新的途徑。項目執行期間，共發表學術鍵斷灶充論文4篇，其中1篇New Journal of Physics、1篇Optics Express、1篇Physical Review A和1篇International Journal of Theoretical Physics. 此外，還有多篇論文已投稿再審中。
