三能级开放系统的非马尔可夫纠缠动力学与量子信息处理

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
11074072
项目类别：
面上项目
资助金额：
39.0万
负责人：
方卯发
依托单位：
湖南师范大学
学科分类：
A2205.光量子物理和量子光学
结题年份：
2013
批准年份：
2010
项目状态：
已结题
起止时间：
2011-01-01 至2013-12-31

项目参与者：
肖兴；刘翔；姜春蕾；周清平；李艳玲；康国栋；谢钦；吴超；
关键词：
非马尔可夫环境三能级开放系统纠缠回复量子信息处理纠缠动力学

项目摘要

研究三能级开放系统的非马尔可夫纠缠动力学与量子信息处理。利用Laplace变换、时间卷积投影算符等技术求解系统约化密度矩阵主方程，建立成熟的求解理论与方法技巧；采用量子纠缠理论，研究系统的非马尔可夫纠缠动力学行为，揭示非马尔可夫环境记忆效应产生的纠缠回复现象；采用准模与赝模等方法揭示纠缠动力学行为的物理机制；提供采用量子调控技术制备纠缠度高、纠缠保持时间长的三能级纠缠资源的设计方法；利用三能级系统的量子信息处理优越性，设计出在非马尔可夫环境下，以三能级系统为量子通道的量子隐形传态、量子密集编码、量子态远程克隆，量子保密通信等量子信息处理的理论方案。突破环境耗散对量子信息处理的严重制约，实现在非马尔可夫环境下的量子信息处理研究的理论、技术与方法的创新，促进量子信息处理研究朝实用化方向发展。

结项摘要

本项目研究三能级开放系统的非马尔可夫纠缠动力学与量子信息处理。利用拉普拉斯变换方法、分数微分方法、时间消卷积投算符技术精确求解了单体、两体三能级开放系统的广义主方程; 研究了单体、两体三能级开放系统的非马尔可夫纠缠动力学行为及其物理机制, 提出了非马尔科夫效应与大失谐共同控制技术、非马尔科夫效应与外加驱动场共同作用技术、基于量子态弱测量的反馈控制技术等制备纠缠度高、纠缠保持时间长的三能级纠缠资源的有效纠缠调控方法; 设计了一些在非马尔可夫环境下, 以三能级系统为量子力学通道的、具有较高保真度的量子隐形传态、密集编码、量子态远距克隆和量子保密通信等量子信息处理理论方案; 根据学科前沿的发展动态, 就非马尔可夫环境下量子系统非经典效应的增强、量子失协动力学、相对论条件下的量子纠缠和几何相等问题做了扩展研究, 增强了项目研究内容的前沿性。项目的研究取得了许多具有创新性的重要研究成果: 在国内外高级学术刊物发表SCI论文 27篇。培养博士研究生10名、硕士研究生10 名。项目组成员参加国际学术会议1次, 国内学术会议3次, 学术报告3次。项目的实施对非马尔可夫环境下的量子资源制备与量子信息处理研究有重要的理论、技术与方法的创新，对量子信息处理研究朝实用化方向发展有一定的促进作用。