1 北京计算科学研究中心，北京 100084
2 安徽大学物理与光电工程学院，安徽 合肥 230601
作为经典随机行走在量子世界的对应，量子行走在量子相干性和纠缠的作用下，能够以更快的速度使行走者遍历所有位置，可以应用于实现各类算法，加速解决各类问题。此外，作为描述微观粒子动力学演化的有效模型，量子行走还可以作为普适的平台实现所有幺正演化，实现量子态制备、量子逻辑门操作和量子测量等，进而实现信息处理中所有关键步骤。近年来，量子行走中的新机理和新应用的研究成为了人们普遍关注的焦点。首先介绍量子行走基本模型，再结合近年来本课题组在量子行走方向上取得的相关研究成果，介绍量子行走在实现量子通信、量子计算和量子测量方面的研究进展。
量子光学 量子信息处理 量子行走 量子通信 量子计算 量子测量
1 华南师范大学信息光电子科技学院广东省微纳光子功能材料与器件重点实验室, 广东 广州 510006
2 华南师范大学广东省量子调控工程与材料重点实验室, 广东 广州 510006
提出了一种在光学系统中利用弱值放大和后选择来模拟搜索算法的方案。该方案将数据库编码在入射光束的横向坐标上,在光束的偏振态上进行预选择与后选择。首先讨论了一般型入射光束并获得一些结果,然后对高斯型入射光束进行了分析。结果表明通过适当地选择辅助系统的后选择态并且利用弱值放大,有可能仅用一次迭代就实现对数据库的搜索。
1 中国科学技术大学中国科学院量子信息重点实验室, 安徽 合肥 230026
2 中国科学技术大学中国科学院量子信息与量子科技创新研究院, 安徽 合肥 230026
量子信息掩蔽是量子信息处理中的一个新兴概念,它将量子信息完全转移至各个量子实体的关联之中,从而使单个量子系统不再包含掩蔽前的任何信息。量子信息掩蔽在量子比特承诺、秘密共享等方面都具有重要的应用;然而与量子态的克隆、广播、隐藏等操作类似,人们无法使用一个普适的两体幺正演化来实现量子信息的掩蔽。本文系统地介绍近期量子信息掩蔽方向的一系列研究进展:首先描述了可实现量子信息掩蔽态集合的几何特征,给出掩蔽操作的实现方法,讨论了其在信息论中的含义以及与量子纠错码等概念的联系;然后介绍量子信息掩蔽的实验实现,展现量子信息掩蔽在高维体系等复杂系统中的可行性,并展示其在量子秘密共享和噪声免疫的量子通信等方面的应用。
提出一种实现量子纠缠态转化的方案。该方案是基于金刚石氮空穴(NV)色心和微环谐振腔(MTR)耦合实现量子控制非(CNOT)门,并借助交叉克尔非线性实现量子纠缠W态向GHZ态的转化。经过理论分析,本方案在当前实验条件下具备较高的转化效率,会对量子纠缠态制备及量子信息处理的实现提供一些有效的帮助。
量子光学 量子信息处理 微环谐振腔 W态 GHZ态 激光与光电子学进展
2019, 56(21): 212701
中国科学院上海光学与精密机械研究所量子光学重点实验室冷原子物理中心, 上海 201800
研究设计了一个有效的可扩展的二维刻槽离子芯片。为了减少激光在离子芯片表面的散射，使被囚禁离子更加稳定，并使激光容易控制和探测成行的被囚禁离子，在每两个平行的射频电极中间刻槽使冷却光和探测光路径可穿过芯片。把控制离子运动的直流电极跟射频电极分开，减轻了不同电压对被囚禁离子的干扰，改进了对离子的控制。用有限元分析的方法对芯片表面上方的电势分布做了计算模拟。模拟结果表明，在这种新型的刻槽可扩展芯片上可以生成一个可扩展的离子阱阵列。这种结构提供了一个新颖的刻槽二维平面离子芯片，被囚禁其上的线形离子阵列可用来进行大型的量子信息处理。
量子光学 量子信息处理 离子芯片 有限元方法 光学加工
