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                                                                                  澳门皇冠

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                                                                                  《Physical Review Letters》刊登張文獻教授課題組研究成果: 量子開放系統的單軸動力學解耦

                                                                                  來源:  發佈時間:2019-02-26 16:03:00 點擊次數:

                                                                                  近期aaaa,我院張文獻教授課題組與清華大學尤力教授合作aaa,從理論上提出了單軸動力學解耦方法aaaa,並通過數值模擬(在半導體量子點和旋量玻色-愛因斯坦凝聚體中)論證了該方法的可行性aaa。該工作以 “Uniaxial Dynamical Decoupling for an Open Quantum System” 爲題發表在《物理評論快報》(Physical Review Letters)上aaaa。論文第一署名單位是澳门皇冠aaaa,第一作者和第二作者分別是我院2015級碩士生姚琪和2016級博士生張軍aaaa,張文獻教授爲通訊作者aaaa。


                                                                                      在開放系統中aaaaa,量子體系與環境的耦合會導致系統退相干aaaaa,對量子門操作、量子信息處理以及量子高精密測量帶來負面影響aaa。傳統實驗通常使用雙軸動力學解耦技術抑制環境噪聲aaaa,被廣泛應用於量子寄存器和量子門操作等量子計算機科學aaa。爲了保持相干性aaaa,本工作提出了單軸動力學解耦的新方法aaaa,只需施加單軸的脈衝序列aaaaa,在滿足魔幻條件下aaaa,能夠延長體系的相干時間2個數量級以上aaaa;通過對稱化、嵌套等手段aaa,有望進一步提高解耦效果aaa,提高其魯棒性aaa。


                                                                                      上左圖展示單軸動力學解耦的基本過程:(Ⅰ)選定任意初態的量子比特(綠色箭頭所示)aaaaa,繞Z軸(外加磁場方向)旋轉一週(藍色圈aaaaa,磁場大小與演化時間滿足魔幻條件)aaaa;(Ⅱ)利用脈衝使量子比特繞Y軸旋轉180度aaa;(Ⅲ)繞Z軸旋轉一週(魔幻條件)aaaa;(Ⅳ)重複步驟(Ⅱ)aaaaa,實現初態的高保真存儲aaaa。上右圖展示抑制經典噪聲的效果(旋量玻色-愛因斯坦凝聚體)aaaaa,初態分別是相干態(圖a和圖b)和壓縮態(圖c和圖d)aaaaa。


                                                                                      上圖展示在半導體量子點中抑制量子環境噪聲aaaa。結果顯示單軸動力學解耦技術比通常的雙軸PDD解耦技術和自旋迴波技術效果更好aaaa。


                                                                                  與傳統的雙軸技術相比aaaaa,單軸動力學解耦技術一方面在實驗操作上更簡單且脈衝數目更少aaa,避免了額外的操作誤差aaaaa;另一方面在解耦效果上也優於標準的雙軸解耦方案(PDD)aaaa。該單軸動力學解耦技術可適用於諸多量子體系 (半導體量子點、金剛石NV色心、核磁體系、超導量子線路、離子阱、旋量玻色-愛因斯坦凝聚體)aaaa,有望在量子精密測量、量子計算機和量子信息處理等領域得到實際應用aaa。


                                                                                  該工作得到了國家自然科學基金和科技部基金的支持aaa。


                                                                                  附論文鏈接:

                                                                                  https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.010408




                                                                                  關閉信息】  【打印信息