抗噪声量子计算实验研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11275183
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    120.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2502.量子物理与量子信息
  • 结题年份:
    2016
  • 批准年份:
    2012
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2013-01-01 至2016-12-31

项目摘要

Quantum computations promise great advantages and prospects that the classical computation cannot achieve. However, noise could be one of the main obstacles to realizing the pratical quantum compuaters. Thus the study of the robust quantum computations, which is robust in the presence of noise, attracts worldwide attentations. Herein, we focus on the solid-state quantum computations based on spins, where electron and nuclear spins are taken as qubits. The control of the qubits are achieved via electron (nuclear) spin magnetic resonance techniques. With our previous expriences of dynamical decoupling and shaped pulses techniques, we can experimentally study the robust quantum computations. .To suppress the noises, which deteriorate the performance of quantum computations, is of great challange. The noise can be induced by the inevitable interactions between the qubits and the environment. This effect is well known as decoherence. We take dynamical decoupling techniques as a powerful weapon to fight against the decoherence. On the other hand, the imperfect operations on qubits, such as nonideal rectangle microwave or radio-frequency pulses, will introduce additional noise. To overcome this type of noise, we utilize shaped pulses whose amplitudes and phases are modulated within the qubits' coherent times. The performance of the shaped pulses will first be evualated numerically by simulations and then be tested experimentally. Furthermore, the technique to simultaneously overcome both mentioned noises will be of more importance. We will exploit both advantages of dynamical decoupling and shaped pulses to realize a robust quantum computation. Our reseach will lay the foundation of the futur pratical quantum computations.
量子计算具备经典计算所无法比拟的优势和前景,然而噪声会严重制约和影响量子计算的性能。因此,研究如何抵抗噪声,开展抗噪声量子计算研究成为国际上量子计算研究的重点和热点之一。本项目聚焦于基于自旋的固态量子计算方案,以磁共振技术为量子操纵和调控手段,结合项目组多年来发展的动力学解耦控制技术和成型脉冲技术,开展抗噪声量子计算实验研究。一方面,量子系统与环境之间存在不可避免的相互作用,这将导致量子信息发生向环境不可逆转的耗散。针对这类环境的噪声,本项目组采用动力学解耦技术来抑制并抵消环境的影响。另一方面,由于对量子系统的操控本身不完美,会带来额外的噪声。对于这类噪声,本项目拟采用组合脉冲以及成型脉冲技术来克服其影响。本项目的研究,为实现高保真度量子计算打下坚实基础。

结项摘要

量子计算具备经典计算所无法比拟的优势和前景,然而噪声会严重制约和影响量子计算的性能。因此,研究如何抵抗噪声,开展抗噪声量子计算研究成为国际上量子计算研究的重点和热点之一。本项目聚焦于基于自旋的固态量子计算方案,以磁共振技术为量子操纵和调控手段,结合项目组多年来发展的动力学解耦控制技术和成型脉冲技术,开展抗噪声量子计算实验研究。.通过本项目的研究,我们解决了制约固态自旋量子精确操控的一系列关键问题,实现了动力学解耦量子逻辑门、实现了国际最高指标的固态自旋量子控制精度、实现了时间最优量子控制等一系列工作,并且将相关技术用于量子精密测量等前沿研究,取得了一系列重要成果。

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Quantum discord for investigating quantum correlations without entanglement in solids
量子不和谐用于研究量子相关性而无需固体纠缠
  • DOI:
    10.1103/physrevb.86.104425
  • 发表时间:
    2012-03
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Rong, Xing;Du, Jiangfeng;Wang, Zixiang;Jin, Fangzhou;Geng, Jianpei;Feng, Pengbo;Xu, Nanyang;Wang, Ya;Ju, Chenyong;Shi, Mingjun
  • 通讯作者:
    Shi, Mingjun
Quantum information processing and metrology with color centers in diamonds
钻石色心的量子信息处理和计量
  • DOI:
    10.1007/s11467-014-0421-5
  • 发表时间:
    2014-05
  • 期刊:
    Frontiers of Physics
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Zhang, Qi;Wang, Zi-Xiang;Rong, Xing;Du, Jiang-Feng
  • 通讯作者:
    Du, Jiang-Feng
High-resolution vector microwave magnetometry based on solid-state spins in diamond.
基于金刚石固态自旋的高分辨率矢量微波磁力测量
  • DOI:
    10.1038/ncomms7631
  • 发表时间:
    2015-03-23
  • 期刊:
    NATURE COMMUNICATIONS
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Wang, Pengfei;Yuan, Zhenheng;Huang, Pu;Rong, Xing;Wang, Mengqi;Xu, Xiangkun;Duan, Changkui;Ju, Chenyong;Shi, Fazhan;Du, Jiangfeng
  • 通讯作者:
    Du, Jiangfeng
Experimental fault-tolerant universal quantum gates with solid-state spins under ambient conditions.
环境条件下具有固态自旋的实验容错通用量子门
  • DOI:
    10.1038/ncomms9748
  • 发表时间:
    2015-11-25
  • 期刊:
    Nature communications
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Rong X;Geng J;Shi F;Liu Y;Xu K;Ma W;Kong F;Jiang Z;Wu Y;Du J
  • 通讯作者:
    Du J
Experimental protection and revival of quantum correlation in open solid systems
开放固体系统中量子相关性的实验保护和复兴
  • DOI:
    10.1103/physrevb.88.054419
  • 发表时间:
    2012-09
  • 期刊:
    Physical Review B
  • 影响因子:
    3.7
  • 作者:
    Zhang, Runmin;Duan, Changkui;Shi, Mingjun;Du, Jiangfeng
  • 通讯作者:
    Du, Jiangfeng

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  • 通讯作者:
    荣星
川崎病延迟治疗冠状动脉损害相关危险因素分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    温州医科大学学报,2018,48(2):96-100.
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    仇慧仙;施红英;何跃娥;荣星;吴蓉洲;褚茂平
  • 通讯作者:
    褚茂平

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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