基于连续变量多模纠缠态的量子拓扑特性研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11804001
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    30.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2205.光量子物理和量子光学
  • 结题年份:
    2021
  • 批准年份:
    2018
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2019-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Multi-partite quantum entangled state is an important resource for quantum computation and quantum communication. The multi-partite entangled state can be used to show the topological properties of the anyons. The properties can be used in the topological quantum computation and can realize quantum computation with high fault-tolerant thresholds. Based on the continuous variable quantum information theory and the quantum optics experimental technologies, this project starts from the point of efficient preparation of continuous variable entangled states and its application in demonstrating of the statistical properties of the anyons. Based on the 6-8 modes entangled states corresponding to the topological code, the aim of this project is to explore the suitable experimental scheme. This project uses the fact that the continuous variable quantum progress can be realized deterministically and the potential association between the multi-partite entangled states and the topological code to explore an efficient preparation scheme for the required topological code. What’s more, we will research the recognition of the anyons, the robustness of the topological code for displacement errors, the topological properties of processes such as fusing and braiding, the properties in the process of continuous variable topological error correction and so on. The project applicant has the theoretical and experimental background of the related aspects such as quantum entanglement, one-way quantum computation and quantum error correction in continuous variables. This project may provide references for topological quantum computation and quantum error correction.
多模量子纠缠态是实现量子计算、量子通信等过程的重要资源。利用多模纠缠态可以演示任意子的拓扑特性,该特性可以用于拓扑量子计算过程,可以实现高容错阈值的量子计算方式。本项目以连续变量量子信息理论和量子光学实验技术为基础,从连续变量纠缠资源的高效制备及其在验证任意子分数统计特性方面的应用出发,围绕6-8组份纠缠态研究所对应的拓扑编码结构,探索相关的实验实现方案。本项目结合连续变量量子过程确定性实现的特色,利用多模纠缠态与拓扑编码结构之间的潜在关联,探索所需编码结构的高效精简制备方案,并基于此研究任意子类型的判断、拓扑编码结构对平移误差的抗干扰规律、任意子间合并交织等过程的拓扑特性、连续变量拓扑纠错过程的特性等内容。项目的申请者具有连续变量量子纠缠、单向量子计算、量子误差修正等相关方面的理论与实验技术基础,该项目的研究可为拓扑量子计算、量子纠错等相关实验工作提供参考。

结项摘要

拓扑误差修正是一种能提供校正量子计算误差的有效方法。它使量子计算能够以更高的容错阈值和损耗容忍度得以实现。我们提出了一种基于连续变量八组份的高斯纠缠簇态的拓扑误差纠正方案。该方案提供了一种可行的连续变量拓扑误差修正方案,方案可以用高斯纠缠cluster态通过实验证明。除了量子纠缠和导引外,量子相干性也被认为是量子信息中的一种有用的量子资源。它是一种非常重要的研究实际的量子通道中量子相干特性演化的过程。我们通过实验分别量化了压缩态和EPR纠缠态在高斯热噪声通道中传输的量子相干特性。通过重构输出态的协方差矩阵,这些高斯态的量子相干性通过计算相对熵来量化。我们证明了压缩态和高斯EPR纠缠态的量子相干性对量子通道中的损耗和噪声具有鲁棒性。我们基于拓扑纠缠态结构的连续变量光场模式下任意子类型的判断、拓扑编码对误差的抗干扰规律、任意子间的合并交织等拓扑特性的研究工作,设计了四组份拓扑编码结构以及其实现任意子交织特性的实验方案。我们还研究了连续变量量子信息过程中相位控制技术的两种具体技术,一种可以精简相位锁定系统,一种可以方便的稳定相对相位,为量子传感测量提供帮助。

项目成果

期刊论文数量(3)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Topological error correction with a Gaussian cluster state
高斯簇状态的拓扑误差校正
  • DOI:
    10.1103/physreva.103.052407
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Physical Review A
  • 影响因子:
    2.9
  • 作者:
    Hao Shuhong;Wang Meihong;Wang Dong;Su Xiaolong
  • 通讯作者:
    Su Xiaolong
Quantum computation and error correction based on continuous variable cluster states
基于连续变量簇状态的量子计算与纠错
  • DOI:
    10.1088/1674-1056/abeb0a
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Chinese Physics. B
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Hao Shuhong;Deng Xiaowei;Liu Yang;Su Xiaolong;Xie Changde;Peng Kunchi
  • 通讯作者:
    Peng Kunchi
Experimental demonstration of robustness of Gaussian quantum coherence
高斯量子相干性鲁棒性的实验证明
  • DOI:
    10.1364/prj.424198
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    Photonics Research
  • 影响因子:
    7.6
  • 作者:
    Kang Haijun;Han Dongmei;Wang Na;Liu Yang;Hao Shuhong;Su Xiaolong
  • 通讯作者:
    Su Xiaolong

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其他文献

不同制备方法对AlOOH结构和甲醇脱水性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    化工学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    卫荣荣;高志华;郝树宏;黄伟
  • 通讯作者:
    黄伟
高压热处理对CuZnAl浆状催化剂结构和性能的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
    化工进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    程凯;高志华;郝树宏;黄伟
  • 通讯作者:
    黄伟
连续变量六组份和八组份星型Cluster纠缠态光场产生系统
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
    光学学报
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  • 作者:
    赵亚平;郝树宏;苏晓龙;谢常德
  • 通讯作者:
    谢常德
不同形貌纳米氧化锌的制备及其对有机催化反应活性的影响研究进展
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  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    化工进展
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵晓晓;高志华;郝树宏;黄伟
  • 通讯作者:
    黄伟

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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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