Non-binary quantum logic with trapped ions

具有捕获离子的非二元量子逻辑

基本信息

  • 批准号:
    RGPIN-2018-05253
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 3.35万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    加拿大
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    加拿大
  • 起止时间:
    2020-01-01 至 2021-12-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The prospect of harnessing quantum mechanics to perform new types of computation and to investigate physical phenomena that cannot be tractably modeled in other ways has sparked justifiable excitement over the idea of quantum computers. Nevertheless, practical large-scale quantum computers remain far from our reach, with many orders of magnitude of improvement required of existing hardware before the most-hyped applications can be accomplished. The long-term goal of the research program described in this Discovery Grant application is to increase the informational complexity of attainable quantum processors by developing techniques to store and manipulate information in trapped ion qudits: the multi-state generalization of two-state qubits. The development of practical techniques to manipulate qudits, which encode more information in the same physical device, may present an important shortcut toward the goal of building a large-scale quantum computer. This funding will establish a research program in atomic quantum information science, focusing on tackling initial challenges in the experimental implementation of qudits. Linking many qubits into an algorithm without destroying the information they carry is the primary challenge in quantum computation. One possible way to mitigate this challenge is to use more states per trapped ion (or other physical qubit) to reduce the number of ions required to perform a given algorithm. Despite impressive progress with trapped ion qubits, the use of ions as multi-level qudits remains a mostly hypothetical concept: no experiments have demonstrated all the operations needed to carry out large-scale algorithms based on qudits. We propose to investigate these building-block operations, such as how to carry out logic gates on single qudits or entangle pairs of qudits, or how to reliably read out the result of a computation. These initial studies are needed to assess the practical promise of the approach, but the results of these investigations are hoped to eventually seed the development of a quantum processor which uses multi-state ions to attain more computational power than if it had used only two states per ion. The experimental advances and theoretical understanding developed through this research program will have lasting impact on our ability to harness quantum mechanics to complement conventional computing capabilities. This proposal requests funding for the salaries of the undergraduate, graduate, and postdoctoral researchers who will carry out the experiments, along with funding for their travel to scientific conferences, supplies and equipment for their experiments, and costs associated with publishing results. This will benefit Canada by funding the training of various highly-qualified personnel who will develop the skills and expertise necessary to contribute to tomorrow's quantum technologies.
利用量子力学执行新类型的计算和研究无法以其他方式进行建模的物理现象的前景引发了对量子计算机的思想的合理兴奋。然而,实用的大规模量子计算机远离我们的范围,在完成最广泛的应用程序之前,需要进行许多改进的数量级。在本发现赠款应用程序中描述的研究计划的长期目标是通过开发可存储和操纵捕获的离子Qudits信息的技术来提高可达到的量子处理器的信息复杂性:两态量子的多状态概括。在同一物理设备中编码更多信息的实用技术的开发可能会提出一个重要的快捷方式,以构建大型量子计算机的目标。这笔资金将在原子量子信息科学上建立研究计划,重点是应对QUDITS实验实施的最初挑战。 将许多量子位连接到算法中而不破坏其携带的信息是量子计算中的主要挑战。缓解这一挑战的一种可能方法是使用每个被困的离子(或其他物理值)的更多状态来减少执行给定算法所需的离子数量。尽管在被困的离子量子位方面取得了令人印象深刻的进展,但将离子用作多级量子仍然是一个假设的概念:没有实验证明了基于Qudits进行大规模执行大规模算法所需的所有操作。 我们建议研究这些建筑块操作,例如如何在单个Qudits或纠缠的Qudits对上执行逻辑门,或者如何可靠地读取计算结果。需要这些初步研究来评估该方法的实际承诺,但是这些研究的结果希望最终播种量子处理器的开发,该量子处理器使用多状态离子来获得更多的计算能力,而不是仅使用两个状态。 通过该研究计划发展的实验进步和理论理解将对我们利用量子力学补充常规计算能力的能力产生持久影响。该提案要求为本科,研究生和博士后研究人员的薪水提供资金,他们将进行实验,以及为他们的实验提供科学会议,用品和设备的资金,以及与发布结果相关的成本。这将通过资助对各种高度合格的人员进行培训来使加拿大受益,这些人员将发展为明天的量子技术做出贡献所需的技能和专业知识。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Senko, Crystal其他文献

Practical trapped-ion protocols for universal qudit-based quantum computing
  • DOI:
    10.1103/physrevresearch.2.033128
  • 发表时间:
    2020-07-23
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Low, Pei Jiang;White, Brendan M.;Senko, Crystal
  • 通讯作者:
    Senko, Crystal

Senko, Crystal的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Senko, Crystal', 18)}}的其他基金

Non-binary quantum logic with trapped ions
具有捕获离子的非二元量子逻辑
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05253
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Trapped Ion Quantum Computing
俘获离子量子计算
  • 批准号:
    CRC-2019-00079
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
Trapped Ion Quantum Computing
俘获离子量子计算
  • 批准号:
    CRC-2019-00079
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
Non-binary quantum logic with trapped ions
具有捕获离子的非二元量子逻辑
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05253
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Trapped Ion Quantum Computing
俘获离子量子计算
  • 批准号:
    CRC-2019-00079
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Canada Research Chairs
Non-binary quantum logic with trapped ions
具有捕获离子的非二元量子逻辑
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05253
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Non-binary quantum logic with trapped ions
具有捕获离子的非二元量子逻辑
  • 批准号:
    DGECR-2018-00209
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Launch Supplement
Non-binary quantum logic with trapped ions
具有捕获离子的非二元量子逻辑
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05253
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual

相似国自然基金

Linux操作系统二进制镜像的漏洞修复评估方法研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    59 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于语义特征与内存状态信息结合的二进制软件内存崩溃漏洞自动化检测技术研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Linux操作系统二进制镜像的漏洞修复评估方法研究
  • 批准号:
    62172105
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    59.00 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于语义特征与内存状态信息结合的二进制软件内存崩溃漏洞自动化检测技术研究
  • 批准号:
    62102411
  • 批准年份:
    2021
  • 资助金额:
    24.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
具有指数个滤波状态且频率/带宽完全可控的二进制可重构滤波器研究
  • 批准号:
    62071228
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似海外基金

Non-binary quantum logic with trapped ions
具有捕获离子的非二元量子逻辑
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05253
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Non-binary quantum logic with trapped ions
具有捕获离子的非二元量子逻辑
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05253
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Non-binary quantum logic with trapped ions
具有捕获离子的非二元量子逻辑
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05253
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Non-binary quantum logic with trapped ions
具有捕获离子的非二元量子逻辑
  • 批准号:
    DGECR-2018-00209
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Launch Supplement
Non-binary quantum logic with trapped ions
具有捕获离子的非二元量子逻辑
  • 批准号:
    RGPIN-2018-05253
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 3.35万
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了