当前位置:首页 >> 学术资讯 >> 科研信息

清华大学 物理系金奇奂研究组在离子阱声子计算研究方面取得进展

2024/04/15

 玻色子系统是量子计算研究的热门领域之一,具有包括解决量子化学问题,增强随机算法和量子机器学习方法等一系列潜在的应用。目前大多数玻色子系统是由使用带有光子的光学系统创建的,但由于光子系统的技术瓶颈,包括光子损失、非确定性生成和光子状态检测效率较低等问题,研究人员正在寻找新的替代平台。

近日,由清华大学物理系金奇奂教授领导的研究团队进行的一项新研究展示了离子阱系统构建可扩展和可编程声子网络的潜力。该研究提出,囚禁离子的量子化运动模式的声子可以作为实现玻色子网络的替代品。研究发现,一维离子链的集体运动模式不易受均匀电场噪声的影响,在大多数情况下允许声子数守恒。

20230301-科研进展-陈文峰-(a)玻色子系统结构示意图。(b)四模式声子网络示意图。(c)声子态制备方案。(d)声子分束器实现方案。(e)声子态检测方案。.jpg

图1(a)玻色子系统结构示意图。(b)四模式声子网络示意图;(c)声子态制备方案;(d)声子分束器实现方案;(e)声子态检测方案

通过使用来自于五个离子的四种集体运动模式,该团队能够展示一个包含所有基本操作的声子网络(图1b)。通过控制离子的载波和边带操作,每个模式中的声子态都可以被确定性地准备(图1c)和检测(图1e)。同时,任何两种不同模式之间的分束器(图1d)也可以通过对耦合强度最大的离子使用拉曼跃迁来实现,并且分束器的旋转角度和相位可以通过两束拉曼光的持续时间和相对相位来控制。

20230301-科研进展-陈文峰- (a)单声子态重构实验结果。(b)双声子态重构实验结果。.jpg

图2. (a)单声子态重构实验结果;(b)双声子态重构实验结果

研究人员使用典型的层析成像算法对具有固定声子总数的任意多模态的性能进行了基准测试,并获得了单声子(图2a)和双声子入射态(图2b)的高重构保真度。该研究结果展示了一条清晰的途径,可以扩展用于量子信息处理的声子网络,并突破经典和光子系统的一部分技术限制。该研究为量子计算和量子技术的进步开辟了新的可能性。

该研究于2月27日以“可扩展可编程的捕获离子声子网络”(Scalable and Programmable Phononic Network with Trapped Ions)为题发表在《自然·物理》(Nature Physics)上。该论文的通讯作者为清华大学物理系2017级博士生陈文涛,帝国理工大学M.S. Kim教授与清华物理系金奇奂教授、博士生陈文涛为论文的第一作者。该研究得到了量子科学技术创新计划和国家自然科学基金的资助。


版权声明:
文章来源清华大学新闻,分享只为学术交流,如涉及侵权问题请联系我们,我们将及时修改或删除。

相关学术资讯
近期会议

2026年智慧教育与数据挖掘国际学术会议(SEDM 2026)(2026-06-27)

2026仪器仪表、先进材料与智能制造国际会议(ICIAMIM 2026)(2026-07-02)

2026年第五届机器学习、云计算与智能挖掘国际会议(2026-07-10)

2026年IEEE第三届先进机器人, 自动化工程与机器学习国际会议(ARAEML 2026)(2026-07-24)

第六届互联网技术与教育信息化国际学术会议 (ITEI 2026)(2026-07-24)

第五届航空航天工程与系统国际研讨会(ISAES 2026)(2026-07-24)

第十届教育、管理与社会科学国际学术会议 (ISEMSS 2026)(2026-07-24)

第六届电气工程与机电一体化技术国际学术会议(ICEEMT 2026)(2026-07-24)

第五届能源与电力系统国际学术会议 (ICEEPS 2026)(2026-07-24)

第九届声学、振动、噪声控制国际研讨会(CAVNC 2026)(2026-08-07)

2026年数字人文、文化遗产保护与人工智能技术国际会议(ICDHPAI 2026)(2026-6-27)

2026土木与水利工程、轨道交通国际会议(ICCHERT 2026)(2026-7-24)

2026 微电子、集成电路与半导体技术国际会议(MICST 2026)(2026-7-22)

2026旅游管理、电子商务与公共管理国际会议(ICTMEPA 2026)(2026-7-20)

2026年电化学、能源工程与储能技术国际会议(ICEEEST 2026)(2026-8-5)

2026年地下工程、城市建设与施工管理国际会议(UEUCCM 2026)(2026-7-9)

2026年环境建筑、能源利用与绿色工程国际会议(EAEUGE 2026)(2026-8-8)

2026年信息科学与大数据国际会议(ICISBD 2026)(2026-7-26)

2026年物联网、程序分析与网络工程国际学术会议(IoTPANE 2026)(2026-7-27)

2026年计算机视觉、图形学与虚拟现实国际会议(ICVGR 2026)(2026-7-30)

小贴士:学术会议云是学术会议查询检索的第三方门户网站。它是会议组织发布会议信息、众多学术爱好者参加会议、找会议的双向交流平台。它可提供国内外学术会议信息预报、分类检索、在线报名、论文征集、资料发布以及了解学术资讯,查找会服机构等服务,支持PC、微信、APP,三媒联动。
综合推荐区