Collaborative Research: Topological States and Quantum Information in Semiconductors and Cold Atom Superfluids

合作研究:半导体和冷原子超流体中的拓扑态和量子信息

基本信息

  • 批准号:
    1104546
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 15万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-08-15 至 2012-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This program is for theoretical research and education for a revolutionary recent idea for quantum computation, known as topological quantum computation (TQC). TQC has been shown to be free of many of the serious problems facing other more conventional means of quantum computation. Although this has been proved as a point of principle in mathematics, suitable platforms to support TQC are yet to be found in nature and this program addresses this issue. In the absence of suitable natural platforms, the PIs will devise practical methods to artificially induce the desired properties for TQC on cold atom systems and semiconductors. They will also develop the appropriate TQC architectures on the considered physical systems and study the fundamental limits on quantum coherence due to thermal and disorder effects in the various TQC platforms. In contrast to other, more "conventional" means of quantum computation, TQC is inherently fault-tolerant and scalable. The studies performed in this program, consisting of TQC platforms, limits on quantum coherence, and suitable computation architectures, will result in TQC being one step closer to experimental realization. The program will seek to realize synthetic TQC platforms and to design appropriate TQC architectures. A deep theoretical understanding of the fundamental limits of quantum protection in these systems would not only pioneer coherent control of quantum information, but would also influence the basic strongly-correlated atomic and electronic physics in the classroom. The latter has broader impact beyond the field of quantum computation. This research will foster training of graduate students at both Washington State University and Clemson University at the interface of quantum information science, atomic physics, condensed matter physics, and numerical methods. The diverse nature of this training will prepare the students in a multidisciplinary employment market. This research will also help both universities update the physics curriculum to reflect the modern trends in science and technology. Per NSF mission of promoting science and engineering education, these integrated research and education activities will promote the participation of undergraduate and graduate students from the state of Washington and the EPSCoR state of South Carolina in science and technology, and will improve the two states' long-term infrastructure.
该计划用于理论研究和教育,用于革命性的量子计算的革命性思想,称为拓扑量子计算(TQC)。 TQC已被证明没有其他更常规的量子计算手段面临的许多严重问题。尽管这已被证明是数学原则的重点,但在自然界中尚未找到支持TQC的合适平台,并且该计划解决了这个问题。在没有合适的天然平台的情况下,PIS将设计实用方法来人为地诱导TQC在冷原子系统和半导体上的所需特性。他们还将在考虑的物理系统上开发适当的TQC体系结构,并研究由于各种TQC平台中的热和疾病效应而引起的量子相干性的基本限制。与其他更“常规”的量子计算手段相比,TQC本质上是容易且可扩展的。在该程序中进行的研究,包括TQC平台,量子相干性的限制和合适的计算体系结构,将导致TQC更接近实验实现。该计划将寻求实现合成的TQC平台并设计适当的TQC架构。对这些系统中量子保护的基本局限性的深刻理论理解不仅会先驱对量子信息的相干控制,而且还会影响教室中基本的强烈相关的原子和电子物理学。后者在量子计算领域中具有更大的影响。这项研究将在华盛顿州立大学和克莱姆森大学的研究生培训量子科学,原子物理学,冷凝物物理学和数值方法的培训。这项培训的多样性将使学生在多学科就业市场中做好准备。这项研究还将帮助两家大学更新物理课程,以反映科学和技术的现代趋势。根据NSF促进科学和工程教育的使命,这些综合的研究和教育活动将促进来自华盛顿州和南卡罗来纳州EPSCOR州科学技术的本科生和研究生的参与,并将改善这两个州的长期基础设施。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Chuanwei Zhang其他文献

Many-Body Anderson Metal-Insulator Transition using Kicked Quantum Gases
使用踢量子气体的多体安德森金属-绝缘体转变
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Jun Hui See Toh;Mengxin Du;Xinxin Tang;Ying Su;Tristan Rojo;Carson O. Patterson;Nicolas R. Williams;Chuanwei Zhang;Subhadeep Gupta
  • 通讯作者:
    Subhadeep Gupta
LiDAR-IMU-UWB-Based Collaborative Localization
基于LiDAR-IMU-UWB的协同定位
  • DOI:
    10.3390/wevj13020032
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Chuanwei Zhang;Xiaowen Ma;Peilin Qin
  • 通讯作者:
    Peilin Qin
Dynamic Contact Behaviors of Precision H-type Air Bearings during Startup Process
Preparation, characterization and investigation of molecular films coated on diamond-like carbon substrate
类金刚石碳基体分子薄膜的制备、表征及研究
  • DOI:
    10.1016/j.precisioneng.2020.05.002
  • 发表时间:
    2020-09
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Shusen Guo;Tao Sun;Yongzhi Cao;Le Gu;Chuanwei Zhang;Zhiqiang Xu;Hongchuan Li
  • 通讯作者:
    Hongchuan Li
Solution of Spatial Transformation Relationship of Similar Ruled Surfaces Based on Registration of Divided Regions
基于分割区域配准的相似直纹面空间变换关系求解
  • DOI:
    10.3390/machines10100956
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.6
  • 作者:
    Feiyan Han;Zhitao Hu;Longlong He;Xianlong Peng;Manzhi Yang;Chuanwei Zhang
  • 通讯作者:
    Chuanwei Zhang

Chuanwei Zhang的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Chuanwei Zhang', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: Robust and miniature laser with tailorable single-mode operation range
合作研究:具有可定制单模工作范围的坚固微型激光器
  • 批准号:
    2411394
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Non-Hermitian Physics in Ultracold Atoms and Photonics
超冷原子和光子学中的非厄米物理
  • 批准号:
    2409943
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Robust and miniature laser with tailorable single-mode operation range
合作研究:具有可定制单模工作范围的坚固微型激光器
  • 批准号:
    2240449
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
ExpandQISE: Track 2: Neutral Atom Based Quantum Information Processing
ExpandQISE:轨道 2:基于中性原子的量子信息处理
  • 批准号:
    2228725
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Non-Hermitian Physics in Ultracold Atoms and Photonics
超冷原子和光子学中的非厄米物理
  • 批准号:
    2110212
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Spin Tensors in Ultracold Atomic Gases
超冷原子气体中的自旋张量
  • 批准号:
    1806227
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Spin - Orbital Angular Momentum Coupled Ultra-cold Atomic Gases
自旋-轨道角动量耦合超冷原子气体
  • 批准号:
    1505496
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
Collaborative Research: Topological States and Quantum Information in Semiconductors and Cold Atom Superfluids
合作研究:半导体和冷原子超流体中的拓扑态和量子信息
  • 批准号:
    1249293
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

强电磁干扰下无线紫外光协作无人机蜂群组网拓扑控制研究
  • 批准号:
    61971345
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目
弱时间同步下自适应拓扑变化的移动水声网络高精度自定位方法研究
  • 批准号:
    61901057
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    25.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于拓扑感知和跨层协作的认知无线网络安全关键技术研究
  • 批准号:
    61771140
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    63.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于内容拓扑的网络化协作缓存技术研究
  • 批准号:
    61701372
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    26.5 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于动态拓扑优化的移动传感器网络分布式估计方法研究
  • 批准号:
    61603072
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    17.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Collaborative Research: Topological Defects and Dynamic Motion of Symmetry-breaking Tadpole Particles in Liquid Crystal Medium
合作研究:液晶介质中对称破缺蝌蚪粒子的拓扑缺陷与动态运动
  • 批准号:
    2344489
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Data-Driven Elastic Shape Analysis with Topological Inconsistencies and Partial Matching Constraints
协作研究:具有拓扑不一致和部分匹配约束的数据驱动的弹性形状分析
  • 批准号:
    2402555
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RUI: Topological methods for analyzing shifting patterns and population collapse
合作研究:RUI:分析变化模式和人口崩溃的拓扑方法
  • 批准号:
    2327892
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: RUI: Topological methods for analyzing shifting patterns and population collapse
合作研究:RUI:分析变化模式和人口崩溃的拓扑方法
  • 批准号:
    2327893
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: Topological Defects and Dynamic Motion of Symmetry-breaking Tadpole Particles in Liquid Crystal Medium
合作研究:液晶介质中对称破缺蝌蚪粒子的拓扑缺陷与动态运动
  • 批准号:
    2344490
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 15万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了