多个量子比特与谐振腔在深度强耦合下的多体纠缠演化和淬火动力学
批准号:
11674285
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.0 万元
负责人:
陈庆虎
依托单位:
学科分类:
A2205.光量子物理和量子光学
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
贺树、谢幼飞、汪延志、段立伟、徐勇
国基评审专家1V1指导 中标率高出同行96.8%
结合最新热点,提供专业选题建议
深度指导申报书撰写,确保创新可行
指导项目中标800+,快速提高中标率
微信扫码咨询
中文摘要
超导量子比特与谐振腔的耦合强度在实验上不仅超越超强耦合区,而且最近已经进入全新的深度强耦合区,将推进理论和实验物理,量子信息应用多学科交互发展。本项目致力于发展没有近似的理论方法,在数值上乃至解析上精确求解非平庸的多个量子比特和谐振腔耦合系统的所有本征态和本征能量。在这些精确结果的基础上,着重开展真实多体纠缠演化和淬火动力学的研究,力争解释已有的实验,探索提高多体纠缠作为一种新的量子信息资源的优势的可能途径,论证这类缺乏空间自由度的量子多体系统是否具有Kibble-Zurek机制预言的动力学普适标度行为, 并预计新的物理现象。本项目的研究内容既是当前量子信息和凝聚态物理的重要基础问题,又与量子计算和量子信息的应用紧密相关,因而有助于构建基础物理和技术应用的交互作用的密切联系。
英文摘要
The coupling strength of the superconducting qubits and resonators has not only exceeded the ultra-strong coupling regime, but also entered the totally new deep-strong coupling regime most recently in experiments. These advances on the experimental side must inspire interdisciplinary interplay developments in theoretical and experimental physics, and quantum information applications. In this project, we will develop some theoretical methods which are free from approximations, and give all exact eigenstates and eigenvalues to the nontrivial multi-qubit and resonators coupling system numerically and even analytically. Based on these exact results, we focus on the study of the genuine multipartite entanglement (GME) evolution and the quench dynamics. Then we hope to explain the existing experimental results, explore the possible paths to increase the advantage of GME serving as a new quantum information resource, demonstrate whether the universal dynamic scaling predicted by Kibble-Zurek mechanism holds for such quantum many-body systems without the spatial degrees of freedom, and predict some new experimental phenomena. The proposal in the present research project is very fundamental in both quantum information and condensed matter physics, and is also closely related to the applications of quantum computation and quantum information, therefore is helpful to form the connecting link in the interplay of fundamental physics and technological applications.
我们广泛研究了多个超导量子比特与谐振腔耦合系统。 首先,我们研究了具有单光子和双光子耦合的混合拉比模型, 提出了基于绝热近似的方法, 获得了解析的本证态和本征值,在该推广模型中发现两个频率的拉比振荡。 根据Bogoliubov算子法,我们进一步地严格求解了这个模型,并且提出了在该混合模型中获得单光子深强耦合的一个高效的方法。其次,我们广泛研究了拉比-斯塔克模型。利用Bogoliubov算子法, 我们获得了其解析严格解。 有趣的是, 我们发现了基态一级相变, 这是任何一种各向同性的量子拉比模型所不具有的。当非线性斯塔克耦合强度与腔频率相同时, 该模型可以映射到一个有效的量子谐振子模型,所有的能级在临界点关闭, 表明了连续的量子相变。我们发现该模型在转动波近似下出现无能隙的Goldstone 模式激发。 我们还分析了该模型在有限的量子比特和腔频率之比下的量子临界性。 获得的多种观测量的临界指数和标度临界指数都与量子拉比模型的不同, 揭示了它们不属于同一个普适类该。 我们还研究了该系统的Kibble-Zurek机制, 不同于量子拉比模型, 我们没有发现普适的动力学标度行为。. 近年来在超导量子比特与一维传输线耦合系统中可以实现推广的自旋玻色模型。 我们利用数值上精确的基于变分的矩阵乘积态方法研究了各向异性的自旋玻色模型, 在库函数指数较大时,获得了具有三个量子相的丰富的量子相图。令人吃惊的是在亚欧姆的自旋玻色模型中, 即使在转动波近似下, 也可发生二级相变, 表明以往的转动波下的自旋玻色模型的图像在强耦合下需要修正。我们还研究了在零温和有限温度下的自旋玻色模型系统的量子Zeno和反Zeno效应, 我们基于矩阵乘积态基础上的严格的方法,讨论了两种效应之间的转变。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Generalized quantum Rabi model with both one- and two-photon terms: A concise analytical study
具有单光子项和双光子项的广义量子拉比模型:简明分析研究
DOI:10.1103/physreva.99.013809
发表时间:2018-06
期刊:PHYSICAL REVIEW A
影响因子:2.9
作者:Xie You Fei;Duan Liwei;Chen Qing Hu
通讯作者:Chen Qing Hu
Zeno effect of an open quantum system in the presence of 1/f noise
存在 1/f 噪声时开放量子系统的芝诺效应
DOI:10.1103/physreva.97.022108
发表时间:2018-02-20
期刊:PHYSICAL REVIEW A
影响因子:2.9
作者:He, Shu;Wang, Chen;Chen, Qing-Hu
通讯作者:Chen, Qing-Hu
Unified approach to various quantum Rabi models with arbitrary parameters
具有任意参数的各种量子拉比模型的统一方法
DOI:10.1088/1674-1056/ab6555
发表时间:2020
期刊:Chinese Physics B
影响因子:1.7
作者:Dong Xiao-Fei;Xie You-Fei;Chen Qing-Hu
通讯作者:Chen Qing-Hu
Rich phase diagram of quantum phases in the anisotropic subohmic spin-boson model
各向异性亚欧姆自旋玻色子模型中量子相的丰富相图
DOI:10.1103/physrevb.101.155147
发表时间:2020-01
期刊:PHYSICAL REVIEW B
影响因子:3.7
作者:Wang Yan-Zhi;He Shu;Duan Liwei;Chen Qing-Hu
通讯作者:Chen Qing-Hu
DOI:10.1088/1674-1056/ab90ee
发表时间:2020-06
期刊:Chin. Phys. B
影响因子:--
作者:Liwei Duan;Qing-Hu Chen
通讯作者:Qing-Hu Chen
强耦合自旋-玻色系统的量子临界性和量子相干性
- 批准号:11474256
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:85.0万元
- 批准年份:2014
- 负责人:陈庆虎
- 依托单位:
高温超导体的涡旋玻璃相的动力学研究
- 批准号:10574107
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:26.0万元
- 批准年份:2005
- 负责人:陈庆虎
- 依托单位:
高温超导体的输运特性和动力学相变的研究
- 批准号:10274067
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:21.0万元
- 批准年份:2002
- 负责人:陈庆虎
- 依托单位:
均匀和随机受抑重组的二维XY模型的电阻分流结动力学
- 批准号:10075039
- 项目类别:面上项目
- 资助金额:11.0万元
- 批准年份:2000
- 负责人:陈庆虎
- 依托单位:
约束极化子的非微挠理论研究
- 批准号:19804009
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:9.0万元
- 批准年份:1998
- 负责人:陈庆虎
- 依托单位:
国内基金
海外基金















{{item.name}}会员


