基于超冷囚禁离子的量子相变临界行为的研究
批准号:
11804375
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
27.0 万元
负责人:
闫磊磊
依托单位:
学科分类:
精密测量物理
结题年份:
2021
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
侯其哲、熊太平、文军、章嘉伟
中文摘要
量子相变是多体系统在量子涨落影响下的突变行为,是理解量子多体物理的一个重要课题。近年来,不同物理模型下的量子相变的理论和实验研究都取得了巨大的进展。本项目以囚禁的超冷离子体系为研究对象,研究量子相变中展现的量子基态对称性破缺、声子超辐射行为以及相关的多体量子关联,并探讨实验的可行性。主要内容包括:1)建立基于激光操控的离子少体体系的二阶量子相变理论模型,引入真实的实验参量做动力学分析;2)探讨量子相变导致的多体量子关联,定量估算量子关联,深入分析相变的临界行为与量子关联的内在联系;3)研究抑制系统退相干的方案,通过优化实验参数,更好地展现临界行为。本项目着眼于理论结合实验开展研究,将深化我们对离子体系量子性质的认识,发展新的操控量子态的方法,为实现超冷离子的大规模量子信息处理提供理论参考。
英文摘要
Quantum phase transition behaves as a sudden change under the influence of quantum fluctuation, which is an important subject for understanding quantum many-body physics. Quantum phase transition has achieved significant progress both theoretically and experimentally in different models over past years. The project focuses on the quantum phase transition in ultracold trapped ions, investigating symmetric breaking of the ground state, phononic superradiation and many-body quantum correlation as well as the experimental feasibility. The main contents include: 1) Establishing the second-order quantum phase transition model based on the laser-manipulated few-body trapped ions and analyzing dynamics using experimental parameters; 2) Exploring many-body quantum correlation induced by quantum phase transition, evaluating quantitatively quantum correlation and discussing intrinsic connection between critical behavior and quantum correlation; 3) Studying schemes for suppressing decoherence and optimizing experimental parameters for better demonstrating critical behavior. The project will proceed by combining theory with experimental progress, which will deepen our understanding for quantum properties of the ion system, develop new experimental approaches for quantum state control and help for achieving large-scale quantum information processing using trapped ions.
在本项目的资助期间,申请人以项目研究内容与任务为基础,围绕超冷囚禁离子体系,在离子晶体结构相变、非平衡物理、量子热力学、量子不确定关系与几何量子计算等方面完成了一系列研究工作,完成了相应的理论与实验研究目标,并取得了一些重要研究成果。主要研究成果如下:1)研究了离子阱体系的库仑晶体结构相变;2)通过离子阱系统实验检验量子不确定关系;3)完成了离子阱几何量子的实验实现;4)不可逆的信息论边界问题研究,研究结果以SCI论文形式呈现,共发表与项目相关SCI论文17篇,处于已接收阶段论文2篇,合计发表SCI论文19篇,其中中科院2区及以上18篇,其中包含2篇Phys. Rev. Lett.,1篇Phys. Rev. Applied,1篇Phys. Rev. Research.,9篇Phys. Rev. A和3篇Optics Express.。
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Preservation of quantum correlation between nitrogen-vacancy-center ensembles by squeezed-reservoir engineering
通过挤压储层工程保持氮空位中心系综之间的量子相关性
DOI:
10.1103/physreva.100.032302
发表时间:
2019-09
期刊:
Physical Review A
影响因子:
2.9
作者:
[Hou Q. Z., Yang C. J., Chen C. Y., An J. H., Yang W. L., Feng M.]
通讯作者:
Feng M.
Distinguishment of Greenberger-Horne-Zeilinger States in Rydberg Atoms via Noncyclic Geometric Quantum Computation
通过非循环几何量子计算区分里德堡原子中的 Greenberger-Horne-Zeilinger 态
DOI:
10.1002/andp.202100057
发表时间:
2021
期刊:
Annalen der Physik
影响因子:
2.4
作者:
[Guo Fu-Qiang, Zhu Xiao-Yu, Yan Lei-Lei, Feng Mang, Su Shi-Lei]
通讯作者:
Su Shi-Lei
One-Step Implementation of Time-Optimal-Control Three-Qubit Nonadiabatic Holonomic Controlled Gates in Rydberg Atoms
里德堡原子中时间最优控制三量子位非绝热完整控制门的一步实现
DOI:
10.1103/physrevapplied.16.064040
发表时间:
2021
期刊:
Physical Review Applied
影响因子:
4.6
作者:
[Sun Li-Na, Yan L-L, Su Shi-Lei, Jia Y.]
通讯作者:
Jia Y.
DOI:
10.1103/physrevresearch.2.033082
发表时间:
2020-07
期刊:
影响因子:
--
作者:
[J. Zhang;K. Rehan;M. Li;J. Li;L. Chen;S. Su;L.-L. Yan-L.;F. Zhou;M. Feng]
通讯作者:
J. Zhang;K. Rehan;M. Li;J. Li;L. Chen;S. Su;L.-L. Yan-L.;F. Zhou;M. Feng
DOI:
10.1364/oe.418626
发表时间:
2021-03
期刊:
Optics express
影响因子:
3.8
作者:
[Meng-Ru Yun;F.-Q. Guo;Meng Li;L.-L. Yan-L.;M. Feng;Y-X Li;S. Su]
通讯作者:
Meng-Ru Yun;F.-Q. Guo;Meng Li;L.-L. Yan-L.;M. Feng;Y-X Li;S. Su
共 17 条
参加第十四届希望会议
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批准号:12381240028
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项目类别:国际(地区)合作与交流项目
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资助金额:1.5万元
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批准年份:2023
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负责人:闫磊磊
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依托单位:
囚禁离子量子信息处理中信息擦除与能量耗散关系的研究
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批准号:12074346
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项目类别:面上项目
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资助金额:62.0万元
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批准年份:2020
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负责人:闫磊磊
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依托单位:
国内基金
海外基金