连续变量级联量子隐形传态系统的性能优化研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    61903316
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    26.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    F0301.控制理论与技术
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Sequential quantum teleportation of continuous variables not only offers an effective quantum relay for long-distance quantum communication and quantum internet, but also provides a feasible way for measurement-based quantum computation and universal quantum processor. Because it is powerful to conduct deterministic and unconditional reconstruction of any arbitrary unknown quantum state between arbitrary locations. Therefore, it is indispensable for quantum telecommunication, quantum tele-computation, and quantum remote control. This project proposes an approach to optimize the performance of the sequential quantum teleportation for continuous variables by introducing entanglement distillation following a quantum frequency comb and combing frequency-resolved broadband homodyne detection as well as signal demodulation technique. Optimization via entanglement distillation based on photon subtraction and noiseless linear amplification will be intensely studied. The fidelity of the sequential quantum teleportation system for continuous variables will be optimized by adjusting the related parameters based on the results of numerical simulations. The uniqueness of this project is to dramatically simplify the optical structure of a continuous-variable sequential quantum teleportation and optimize its performance by just inserting the entanglement distillation unit after the quantum frequency comb, which significantly enhance the feasibility of such systems in quantum information science.
连续变量级联量子隐形传态,可在任意空间对任意量子态实现确定性的、无条件的重建,为远距离量子通信及量子互联网提供了有效的量子中继方式,也为基于测量的量子计算和通用量子可编程处理器的实现提供了可行方案。因此在远程量子通信、远程量子计算和量子远程控制中起着至关重要的作用。本项目基于量子光频率梳,结合频率可分辨的宽谱零差检测和信号解调技术,利用纠缠蒸馏方法,提出一种实现连续变量级联量子隐形传态系统结构简化及性能优化的方案。通过对系统建模,定量分析基于减光子和无噪声线性放大的纠缠蒸馏方法对级联量子隐形传态系统性能的优化程度。基于数值模拟结果,选择合适的参数实现级联量子隐形传态系统的性能优化。本项目的显著特点是通过在量子光频率梳后引入一个纠缠蒸馏装置即可增强量子光频率梳输出的所有相关频率分量之间的纠缠度,在实现连续变量级联量子隐形传态系统性能优化的同时,极大简化系统的光学结构,提高其可行性。

结项摘要

作为远距离量子通信及量子网络的有效中继技术,连续变量级联量子隐形传态系统是量子信息技术的重要组成部分。本课题探索了基于连续变量级联量子隐态传态系统的性能优化方案。通过在量子光频率梳上制备非高斯量子态,即薛定谔猫态,再利用光分束器结合两个薛定谔猫态,提出了制备相关增强的量子纠缠源协议。与已报道的其他纠制备缠源的方法相比,本项目中得到的纠缠源的对数负性高于双模压缩真空态及减光子的双模压缩真空态,结构上优于基于无噪声线性放大技术的纠缠源。从而解决了影响连续变量级联量子隐形传态系统性能的核心问题。同时,基于量子光频率梳提出了一种奇偶性可保持的薛定谔猫态放大协议,为量子信息技术提供新的制备量子源方法的同时,也开创了量子光频率梳的新应用。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
A high-sensitivity air pressure sensor with short desorbing time
一种高灵敏度、短解吸时间的气压传感器
  • DOI:
    10.1016/j.optlastec.2022.108855
  • 发表时间:
    2023-02
  • 期刊:
    Optics and Laser Technology
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Li Hao;Xu Mingjing;Song Hongbin;Zhou Ai
  • 通讯作者:
    Zhou Ai
Amplification of optical Schrödinger cat states with an implementation protocol based on a frequency comb
使用基于频率梳的实现协议放大光学薛定谔猫状态
  • DOI:
    10.1103/physreva.105.043713
  • 发表时间:
    2021-12
  • 期刊:
    Physical Review A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Hongbin Song;Guofeng Zhang;Xiaoqiang Wang;Hidehiro Yonezawa;Kaiquan Fan
  • 通讯作者:
    Kaiquan Fan

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其他文献

其他文献

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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

        graph TD
          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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