EPR量子关联新型判据及其应用
批准号:
12075245
项目类别:
面上项目
资助金额:
50.0 万元
负责人:
任昌亮
依托单位:
学科分类:
量子物理与量子信息
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
任昌亮
中文摘要
量子纠缠,量子导引和量子非定域性是源出同宗但内涵不同的三种非经典关联现象。它们一方面涉及量子理论的基本问题, 另一方面又与量子信息领域中的理论和实验工作密切相关。尽管针对它们的研究已经有了一些成果,但是大部分是把每一个概念分割开来独立讨论。因而,我们在其中一些核心问题上的研究结果仍然十分有限,比如区分各种量子关联的充要条件、是否存在判定三种量子关联的统一判据、如何快速的实现各种不同量子关联的的态鉴别等。在本项目中我们拟紧扣上述问题,通过引入量子弱测量和量子机器学习技术,从不同的角度多方位审视和研究相关的问题,主要包括:1)探索和研究EPR量子关联之间的统一的判定标准及定量映射关系;2)探索和研究基于弱测量下的EPR量子关联的判据及特性;3)量子机器学习在EPR量子关联的判定中的应用;4)针对不同物理体系中的可操作的EPR量子关联判定方案。
英文摘要
Quantum entanglement, quantum steering and quantum non-locality are three different non-classical correlations originating from the same clan. These concepts, on the one hand, belong to fundamental problems of quantum theory, on the other hand, have intimate relevance to the researches on quantum information. Although there have been some achievements in the research of these concepts, most of them are discussed each concept independently. Therefore, the knowledge on many of the core issues are still very limited, such as the necessary and sufficient conditions for distinguishing various quantum correlations, the existence of unified criteria for determining three kinds of quantum correlations, and how to quickly realize the state identification of different quantum correlations. In this project, we plan to closely grasp and investigate the above issues from different perspectives and perspectives by quantum weak measurement and quantum machine learning technologies, such as 1) Exploring and investigating the unified criteria and quantitative mapping relationship between EPR quantum correlations; 2) Exploring and investigating the criteria and characteristics of EPR quantum correlations based on weak measurements; 3) Application of quantum machine learning in the determination of EPR quantum correlations; 4) the feasible schemes of determination of EPR quantum correlations in different physical systems.
本项目围绕量子纠缠、量子导引与量子非定域性三类核心非经典关联的判定与应用难题,针对现有研究缺乏统一理论框架与高效鉴别方法的瓶颈,通过融合量子弱测量、机器学习与多体系实验验证,系统探索了EPR量子关联的普适判据、特性调控及创新应用。其中具有显示行创新成果如下:1)原创性构建“导引悖论”不等式,扩展了EPR佯谬的数学描述;2)探索基于弱测量的量子关联非局域共享理论,突破传统投影测量限制,实现三量子比特系统非局域性多边共享及双局域场景下网络非局域共享,开创量子关联资源复用的新范式;在Physics Reports发表量子关联共享问题研究进展,提出未来量子关联分享领域发展的新思路和论点;3)提出于机器学习的纠缠结构高效检测模型,实验验证其在复杂量子态分析中的优越性;设计资源高效的密度矩阵直接表征方案,与合作团队在量子光子芯片上实现相位移动技术驱动的实验验证;4)提出“量子导引热机”原型,首次将量子导引作为热机性能度量指标,实验证明其超越经典热机的量子优势被选为PRL 编辑推荐文章和《物理》杂志亮点文章,国际评论杂志《物理》题为“量子导引带来量子优势”的进行点评报道,其他一些国际知名科技媒体也做了报道;开发量子纠缠增强的精密测量策略,在复杂运动估计与腔磁子学方位探测中实现灵敏度突破,为量子传感技术提供新路径。项目执行期间发表SCI论文17篇,其中Physics Reports 1篇 、Physical Review Letters 2篇(含编辑推荐文章1篇)、Physical Review系列7篇,,其它发表在Photonics Research,Advanced Quantum Technologies,Quantum Science and Technology 等物理学重要学术期刊上。相关研究成果深化了对量子非经典关联本质的理解,突破已有的判据构建与方案设计,为量子信息应用发展提供了理论工具与原型方案,具有重要科学价值与应用潜力。本项目培养研究生9名(已毕业4名),2人获国家奖学金,4人获省级优秀毕业生/研究生。
量子关联度量及其应用的研究
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批准号:2021JJ10033
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2021
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负责人:任昌亮
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依托单位:
国内基金
海外基金