图态及其在量子信息中的应用

在量子信息科学研究领域里，量子纠缠和量子计算是两个核心课题。多体量子纠缠是量子纠缠理论研究里的重要难题，图态为研究多体量子纠缠提供了理想的平台。基于图态的单向量子计算机的提出，不仅提供了一个新型的量子计算模型，同时也为实验实现量子计算开辟了一条极具潜力的道路。本项目研究图态的性质及其在量子信息和量子计算中的应用，主要内容包括（一）利用局域不变量理论研究图态多体纠缠的定量刻画及其等价类划分，对图态的概念进行可能的延伸以丰富图态的内涵。（二）研究基于图态的量子纠错方案、图态纠错码及其对应的图变换规则，寻找新的量子纠错码。（三）单向量子计算机的实现，包括设计连接二维或高维图态的有效连接方式及在量子自旋网络中如何实现单向量子计算机等。