Theory of quantum information processing in solid state and hybrid systems
固态和混合系统中的量子信息处理理论
基本信息
- 批准号:327171-2011
- 负责人:
- 金额:$ 3.42万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Discovery Grants Program - Individual
- 财政年份:2011
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2011-01-01 至 2012-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
This research explores the theory of quantum systems that can be used as building blocks for a quantum computer. Quantum computers have the potential to revolutionize tasks that are very hard on even the most powerful present-day machines, including fast search of databases, simulations of modern drugs and materials, and cryptography. Like a modern-day computer with a semiconductor-based processor, magnetic harddrives, and optical networking, a future quantum computer will combine different technologies for different tasks. This research project develops the theory for a hybrid quantum information processor of high performance that can be built exeprimentally. The key element of the architecture is a coherent microwave resonator, essentially a piece of coaxial cable made out of superconducting material. It will serve to couple superconducting integrated circuits as processing elements, spins as memory, and atoms or defects in artificial diamonds as a launchpad for long-distance communication. In this project, the quantum coherence of these coupled systems as well as the optimum use of quantum control tools will be investigated. The theoretical research will facilitate experiments that swap quantum information between electric circuits and a single atom. Also, the conversion of quantum information into photonics for long-distance communications will be studied.
这项研究探索了可用作量子计算机构建模块的量子系统理论。量子计算机有可能彻底改变即使是当今最强大的机器也很难完成的任务,包括数据库的快速搜索,现代药物和材料的模拟以及密码学。就像一台现代计算机,拥有基于磁处理器的处理器、磁性硬盘驱动器和光学网络一样,未来的量子计算机将结合联合收割机不同的技术来完成不同的任务。本研究计画发展高效能混合量子资讯处理器的理论,并可实验性地建构。该架构的关键元素是一个相干微波谐振器,本质上是一段由超导材料制成的同轴电缆。它将用于耦合超导集成电路作为处理元件,自旋作为存储器,人造钻石中的原子或缺陷作为长距离通信的发射台。在这个项目中,这些耦合系统的量子相干性以及量子控制工具的最佳使用将被研究。理论研究将促进在电路和单个原子之间交换量子信息的实验。此外,还将研究将量子信息转换为用于长距离通信的光子学。
项目成果
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固态和混合系统中的量子信息处理理论
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