强驱动量子开系统动力学及其相干性调控

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11774226
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2014.凝聚态物理新兴与交叉领域
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2017
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

It is an important problem in the studies of quantum information processing and quantum computing to take into account evolution of quantum states induced by the interaction between solid-state quantum systems under a driving field and their environments. We investigate a model consisting of a driven quantum system and many-degree-of-freeedom environment to find the physicical properties of driven dissipative quantum systems and also to give the characters of driven dynamics. The main content of our project is as follows,(1) we should develop a method based on unitrary transformation to explore open quantum systems controlled by time-dependent driving fields; (2) by this method, we study interesting interacting physical processes of driving and dissipation in solid state quantum systems, the properties of stable states, and spectral features; (3) we try to find some accessible schemes and methods to control the interaction between quantum systems and their dissipative environments i.e. suppress decoherence and avoid disentanglement. The developed analytical method in this project is totally different from the traditonal approximate methods, such as rotating-wave approximation method. It can correctly give the energy spectrum of quantum open systems under a peroidic driving, and explore driven dynamical characters of both transient states and stable states. The developed method is able to be extended to study quantum dynamics of both hybird quantum systems and more complex many-body system under strongly driving fields, and also investigate various kinds of environments: structureless and structural environments. It is significant for this project to study the properties of open quantum systems under periodic driving fields and understand the driven dynamics in current solid-state quantum experiments.
驱动场作用的固态量子开系统与环境相互作用引起的量子态演化是量子信息处理和量子计算研究中的重要问题。本项目以驱动量子系统与多自由度环境相互作用的模型为研究对象,试图揭示在固体环境中驱动耗散量子系统的物理性质和驱动动力学特征。本项目主要内容:(1)发展以幺正变换为基础的理论方法进行含时驱动场调控的开放量子系统研究;(2)采用该方法研究开系统中的驱动和耗散相互作用的物理过程、稳态性质和谱学行为;(3)研究调控量子系统和环境相互作用(抑制退相干或者退纠缠)的机制与方法。本项目发展的解析方法与传统近似方法 (旋转波近似方法等)截然不同,既能正确地给出周期外场作用下量子开系统的能谱,还能探究暂态和稳态驱动动力学特征。该方法能推广研究强驱动作用的复合量子系统和多体系统,同时适用于研究无结构和有结构的环境。本项目对研究周期驱动作用下开放量子系统的物理性质和认识当前固态量子实验中驱动动力学有重要意义。

结项摘要

驱动场作用的量子开系统与环境相互作用引起的量子态演化是量子信息处理和量子计算研究中的重要问题。本项目以驱动量子系统与多自由度环境相互作用的模型为研究对象,揭示在环境中驱动耗散量子系统的物理性质和驱动动力学特征。本项目发展了含时幺正变换解析方法,研究得到了强驱动系统的多谐波动力学效应,并揭示了拉比模型中几何相位的多谐波共振效应;采用合适的幺正变换来分析驱动耗散量子系统的反旋转波物理效应、双量子比特系统相干性布局、双自旋玻色子模型在欧姆谱等类型环境中的量子相变;采用合理的物理量来刻画描绘量子系统的相干动力学和纠缠动力学,计算频率调制拉比模型的荧光光谱等来揭示系统能谱性质,深入阐明在旋转波近似和非旋转波近似两种方法下量子态动力学和光谱的差异;深入揭示了开放量子系统下非马尔科夫动力学演化,给出库记忆效应对量子芝诺现象的影响。这些结果对研究周期驱动作用下开放量子系统的物理性质和认识当前固态量子实验中动力学有重要意义。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Plateau dynamics with quantized oscillations of a strongly driven qubit
强驱动量子位的量子化振荡的平台动力学
  • DOI:
    10.1103/physreva.102.053703
  • 发表时间:
    2020-10
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Chen Yejia;Lü Zhiguo;Yan Yiying;Zheng Hang
  • 通讯作者:
    Zheng Hang
Lamb Shift and the Vacuum Rabi Splitting in a Strongly Dissipative Environment
强耗散环境中的羔羊移位和真空拉比分裂
  • DOI:
    10.1021/acs.jpclett.1c02791
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Journal of Physical Chemistry Letters
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Yan Yiying;Ergogo Tadele T.;Lu Zhiguo;Chen Lipeng;Luo JunYan;Zhao Yang
  • 通讯作者:
    Zhao Yang
Quantum Zeno and anti-Zeno effects in open quantum systems
开放量子系统中的量子芝诺和反芝诺效应
  • DOI:
    10.1103/physreva.96.032101
  • 发表时间:
    2017-09-01
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Zhou, Zixian;Lu, Zhiguo;Goan, Hsi-Sheng
  • 通讯作者:
    Goan, Hsi-Sheng
Role of generalized parity in the symmetry of the fluorescence spectrum from two-level systems under periodic frequency modulation
广义宇称在周期性频率调制下两能级系统荧光光谱对称性中的作用
  • DOI:
    10.1103/physreva.100.013823
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Physical Review A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Yan Yiying;Lu Zhiguo;Luo JunYan;Zheng Hang
  • 通讯作者:
    Zheng Hang
Geometric phase and non-adiabatic resonance of the Rabi model
拉比模型的几何相位和非绝热共振
  • DOI:
    10.1088/1751-8121/ac2a04
  • 发表时间:
    2021-11-05
  • 期刊:
    JOURNAL OF PHYSICS A-MATHEMATICAL AND THEORETICAL
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Liu, Sijiang;Lu, Zhiguo;Zheng, Hang
  • 通讯作者:
    Zheng, Hang

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其他文献

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吕智国的其他基金

量子开系统的涨落效应及非马尔科夫时间演化
  • 批准号:
    11374208
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    76.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
声子诱导的固态量子系统退相干动力学
  • 批准号:
    10904091
  • 批准年份:
    2009
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
一维电声子相互作用系统的角分辨光发射谱的理论研究
  • 批准号:
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  • 项目类别:
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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