弗兰克-康登效应在离子阱量子信息处理中的应用研究

基本信息
批准号:11404396
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:24.00
负责人:胡艳敏
学科分类:
依托单位:中国民航大学
批准年份:2014
结题年份:2017
起止时间:2015-01-01 - 2017-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:谷瑞娟,张艳峰,王丹,焦智超,聂平
关键词:
三维边带冷却弗兰克康登效应囚禁离子量子态操控
结项摘要

The purpose of this project is to study Franck-Condon effect and its application in linear trapped-ion quantum information processing. Based on Franck-Condon principle, ionic Franck-Condon physics is explored with the superposition of vibrational wave functions generated by spin-dependent potential induced and controlled by a magnetic field gradient. Experimental schemes will be designed based on realistic magnetic field gradient and other parameters in the devices. The main contents are as follows: On the one hand, by numerically solving the master equation of the system and using the evolution of the superposition of vibrational wave functions, we explore 3D sideband cooling of the trapped ions via adiabatic fast passage microwave pulses and Franck-Condon blockade; On the other hand, the applications in quantum state engineering are discussed, including how to control the ion by manipulating the vibrational states with the evolution of the system; focusing on the impact of the experimental error on Franck-Condon physics by analyzing different parameters; investigating how to manipulate the quantum states by mean of the superposition of the vibrational wave functions. The project focuses on the combination of the theory and the experiment, which not only helps to deepen our understanding of Franck-Condon principle, but also provides a theoretical reference to the physical study of complex systems.

本课题旨在研究线性离子阱中离子的弗兰克-康登效应及其在量子信息处理中的应用。基于弗兰克-康登原理,在梯度磁场作用下利用自旋相关势引起的离子振动跃迁波函数的叠加来探求囚禁离子的弗兰克-康登物理。将结合实验装置中梯度磁场等参数的数值,设计实验方案。具体研究内容如下:通过数值求解系统的主方程,利用离子振动跃迁波函数的叠加演化,一方面引入绝热通道微波脉冲借助弗兰克-康登阻塞开展对囚禁离子的3D边带冷却工作;另一方面讨论弗兰克-康登效应在量子态操控方面的应用,包括:考虑系统的演化如何通过控制振动态来操控离子;讨论不同实验参数下实验误差对弗兰克-康登效应的影响;研究如何利用振动波函数的叠加进行量子态操控。本课题着眼于理论结合实验进行,将不仅有助于深化我们对弗兰克-康登原理本身的认识,而且也为研究复杂体系的弗兰克-康登物理提供理论参考。

项目摘要

鉴于真空的超洁净环境和内外态的高可控性,离子阱系统成为实现量子信息处理的重要物理体系之一。本课题从理论上研究了线性离子阱中离子的弗兰克-康登效应及其在量子信息处理中的应用。基于离子激发态和基态之间弗兰克-康登阻塞,我们得出一定的阱频和磁场梯度可以延长离子激发态的寿命,从而在一定程度上压制离子激发态的自发辐射;并利用主方程方法中的Lindblad方程来求解体系的弗兰克-康登因子随时间的变化,进而探求体系中弗兰克-康登效应的动力学特性。在此基础上,开展了弗兰克-康登效应在量子态操控方面的应用研究,比如弗兰克-康登效应对两比特CNOT门的影响以及运动态Fock态的制备等。这些研究成果结合实验进行,不仅有利于深化我们对弗兰克-康登原理的认识,而且也有助于复杂体系的弗兰克-康登物理在量子信息方面的研究。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
2

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

特斯拉涡轮机运行性能研究综述

DOI:10.16507/j.issn.1006-6055.2021.09.006
发表时间:2021
3

中国参与全球价值链的环境效应分析

中国参与全球价值链的环境效应分析

DOI:10.12062/cpre.20181019
发表时间:2019
4

感应不均匀介质的琼斯矩阵

感应不均匀介质的琼斯矩阵

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804052
发表时间:2019
5

动物响应亚磁场的生化和分子机制

动物响应亚磁场的生化和分子机制

DOI:10.13488/j.smhx.20190284
发表时间:2019

胡艳敏的其他基金

相似国自然基金

1

弗兰克-康登阻塞对抑制囚禁离子自发辐射的理论研究

批准号:11347152
批准年份:2013
负责人:胡艳敏
学科分类:A25
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目
2

腔QED及离子阱在量子信息中的应用研究

批准号:60008003
批准年份:2000
负责人:郑仕标
学科分类:F0515
资助金额:10.00
项目类别:青年科学基金项目
3

离子阱中少离子体系的经典与量子混沌

批准号:19904014
批准年份:1999
负责人:施磊
学科分类:A2101
资助金额:16.50
项目类别:青年科学基金项目
4

微阱中囚禁离子的量子相干调控

批准号:11147116
批准年份:2011
负责人:张淼
学科分类:A25
资助金额:5.00
项目类别:专项基金项目