基于光晶格束缚原子系统的量子信息处理理论研究

光晶格束缚原子系统是指在激光驻波场中一些周期性的点阵中束缚原子构成的系统。这些原子的运动状态随势垒的变化可以在超流态和Mott绝缘态之间转化，原子之间也可以通过偶极相互作用进行联系，原子还有各自的内部能级。这些性质均提供了量子信息可能的表示方式和操作方法。本项目将研究如何利用这一系统进行量子信息处理，提出接近国际上现有实验条件的理论方案。主要有以下问题：这一系统里用哪些状态表示量子信息（量子比特），如何编码；如何对量子比特进行操作，包括单比特操作和各个比特之间的相互作用；如何操纵束缚原子，包括装载到光晶格中和寻找它们的位置，并对其进行操纵；这一系统里在量子信息存储和操作过程中存在的消相干的性质及如何克服消相干；研究操作过程中原子被"加热"的机制及克服方法；可能的大规模量子信息处理理论方案；相关的物理问题，如量子相变等。