杂化系统中量子态的传输与控制

稳定、快速、高保真度的量子通道系统的理论设计与实验实现，是当前量子信息的实用化和量子计算物理实现的一个关键问题。在集成量子器件中，为避免固态量子比特与光子飞行比特之间的转换所带来的失真，我们将采用由量子比特的短程相干耦合所构成的阵列作为数据总线(data bus)以实现长程量子态的传输和量子纠缠，并着眼于恒开(always on)量子通道系统的设计和实用化方案的构建。具体地来讲，本项目基于公度能级和能隙这两种机制，寻求最佳设计方案并将其应用于由微腔阵列、人工原子及激光所组成的杂化系统。该系统各定域系统参量及非线性效应的可控性可为优化量子通道提供很大的操作空间。我们的研究工作一方面可以加深和澄清人们对量子态传输与控制机制的认识和理解，还有可能通过具体方案的构建，把对量子计算关键问题的探索和对量子物理学中的基本问题的研究，如强关联和各种自旋系统的模拟、可控量子相变及其动力学过程的测量结合起来。