核磁共振多态相体系的开展研究及其量子纠缠测量

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11774197
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    74.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2403.精密测量物理
  • 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

Nuclear magnetic resonance quantum computing platform is a controllable many-body nuclear spin quantum system, which consists mainly of nuclear spin and two-body interactions. Currently, there are still so many challenges in the following aspects for high-dimensional many-body nuclear spin quantum systems, such as, high sensitivity of liquid crystal quantum systems, highly accurate selective control and precise quantum measurement and readout. Facing such tough problems, we exploringly develop and study many-body nuclear spin quantum system with different states of matter, to realize the experimental preparation, coherent control and experiemental measurements of entanglement states of many-body nuclear spin systems, further to study the functions of symmetry of quantum entanglement states in the quantum information area. At present, it is still believed that the efficient measurement of quantum entanglement strongly depends on complicated quantum states reconstruction, whose complexity increases exponentially with the dimensionality of quantum systems. In the face of such a scientific trouble, we investigate and test the possibility of equivalently measuring quantum entanglement using the polynomial ancillary qubits instead of exponential quantum state reconstruction. We further test the effectiveness and expandability of the new method in experiments, and properly extend to open many-body nuclear spin quantum system to realize more far-ranging applications.
核磁共振量子计算平台基于原子核自旋以及两体相互作用而形成的可控多体核自旋量子系统,目前高维度的多体核自旋体系在以下方面仍存在难题,如液晶体系的高灵敏性、高精度选择性操控、精密的量子测量和读出等。介于存在的这些棘手问题,我们探索性开展并研究多态相的多体核自旋量子体系,以实现多体核自旋纠缠态的实验制备、相干控制以及实验测量,从而来研究量子纠缠态对称性在量子信息领域中的作用。当前量子纠缠的测量仍旧依赖于繁琐的量子态重构过程,而量子态重构过程的复杂度随着系统维度指数增加,面对这样一个瓶颈性的科学问题,我们调研并尝试牺牲多项式的辅助比特资源,来替代指数式的量子态重构过程去等效实现量子纠缠的测量。我们将进一步在实验上验证这种量子纠缠测量新方法的有效性和扩展性,并将其适当推广到开放多体量子体系,以实现更加广泛的应用。

结项摘要

量子计算作为经典计算机与量子物理学的新兴交叉领域,为实现更加强大计算和模拟能力提供了新的思路与方向。近年来基于量子计算机模拟各种量子现象,开发不同的量子算法已经成为重要的研究热点。在本项目中,我们基于核磁共振量子计算平台实现了多种量子系统和量子算法的演示和模拟,包括四维杨巴斯特方程,全息纠缠熵的量子引力,线性方程组的绝热算法,以及非厄米宇称-时间对称与宇称-时间反对称系统,双粒子BBH模型中的量子相变过程等;提出了利用核磁共振噪声注入技术有效模拟任意谱密度光合作用的方法,提出普适量子逻辑门框架下的求解线性微分方程组的量子算法,发展了可变参数的量子梯度下降算法。这些研究对加深量子体系理解,模拟不同微观体系,操控量子计算机以实现实际问题求解具有重要的理论与实践意义。

项目成果

期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
基于奇异值分解的矩阵低秩近似量子算法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王芙蓉;杨帆;张亚;李世中;王鹤峰
  • 通讯作者:
    王鹤峰
Quantum gradient algorithm for general polynomials
一般多项式的量子梯度算法
  • DOI:
    10.1103/physreva.103.042403
  • 发表时间:
    2021-04-01
  • 期刊:
    PHYSICAL REVIEW A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Gao, Pan;Li, Keren;Long, Guilu
  • 通讯作者:
    Long, Guilu
Complete analysis of hyperentangled Bell states assisted with auxiliary hyperentanglement
辅助超纠缠辅助超纠缠贝尔态的完整分析
  • DOI:
    10.1364/oe.27.009003
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Optics Express
  • 影响因子:
    3.8
  • 作者:
    Wang Guan Yu;Ren Bao Cang;Deng Fu Guo;Long Gui Lu
  • 通讯作者:
    Long Gui Lu
Efficient Quantum Simulation of an Anti-P-Pseudo-Hermitian Two-Level System.
反 P 伪厄米二能级系统的高效量子模拟
  • DOI:
    10.3390/e22080812
  • 发表时间:
    2020-07-24
  • 期刊:
    Entropy (Basel, Switzerland)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zheng C;Tian J;Li D;Wen J;Wei S;Li Y
  • 通讯作者:
    Li Y
New research progress of nuclear magnetic resonance quantum information processing
核磁共振量子信息处理研究新进展
  • DOI:
    10.7498/aps.67.20180754
  • 发表时间:
    2018-11
  • 期刊:
    Acta Physica Sinica
  • 影响因子:
    1
  • 作者:
    Kong Xiang-Yu;Zhu Yuan-Ye;Wen Jing-Wei;Xin Tao;Li Ke-Ren;Long Gui-Lu
  • 通讯作者:
    Long Gui-Lu

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其他文献

MULTIPLE CONCURRENCE OF MULTI-PARTITE QUANTUM SYSTEM
多方量子系统的多重并发
  • DOI:
    10.1142/s0219749910006149
  • 发表时间:
    2010-10
  • 期刊:
    International Journal of Quantum Information
  • 影响因子:
    1.2
  • 作者:
    李岩松;赵鑫;龙桂鲁;吴华
  • 通讯作者:
    吴华
The relativistic consistent angular-momentum projected shell model study of the N=Z nucleus Fe-52
N=Z核Fe-52的相对论一致角动量投影壳模型研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Science in China Series G-Physics Mechanics & Astronomy
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    龙桂鲁;李岩松
  • 通讯作者:
    李岩松
Jing-Xin Cui, Xia-Ji Liu, Gui Lu Long, and Hui Hu, Validity of a single-channel model for a spin-orbit-coupled atomic Fermi gas near Feshbach resonances, 86, (2012)
崔景新,刘夏吉,龙桂鲁,胡辉,费什巴赫共振附近自旋轨道耦合原子费米气体单通道模型的有效性,86,(2012)
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    Physical Review A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    龙桂鲁
  • 通讯作者:
    龙桂鲁
隐秘量子计算机在实验室诞生
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    物理
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    龙桂鲁
  • 通讯作者:
    龙桂鲁
Quantum repeater based on spatial entanglement of photons and quantum-dot spins in optical microcavities
基于光学微腔中光子和量子点自旋空间纠缠的量子中继器
  • DOI:
    10.1103/physreva.85.062311
  • 发表时间:
    2012-06
  • 期刊:
    Physical Review A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    龙桂鲁
  • 通讯作者:
    龙桂鲁

其他文献

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测量设备无关的量子安全直接通信理论与实验研究
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  • 资助金额:
    2.0 万元
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  • 项目类别:
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AI项目解读示例

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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