噪声量子信道传输量子纠缠和量子关联的实验研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11104261
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    29.0万
  • 负责人：
    柳必恒
  • 依托单位：
    中国科学技术大学
  • 学科分类：
    A2205.光量子物理和量子光学
  • 结题年份：
    2014
  • 批准年份：
    2011
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2012-01-01 至2014-12-31

项目摘要

量子通信和量子计算都是基于量子纠缠的建立和分发，而量子纠缠容易在传输信道中受影响而减少甚至消失，从而失去量子通信和量子计算能力。因此，如何在噪声量子信道中高效传输量子纠缠是量子通信技术的基础，也是实现大规模量子计算的关键技术之一。本项目以精确设计的人造噪声量子信道作为基本研究工具，研究量子纠缠和量子关联在该噪声信道下的传输特性，更进一步，拟在人造信道的研究基础上，研究实际信道（通信光纤）下的量子纠缠和量子关联的传输特性，从而给出在实际信道中高效传输量子纠缠和量子关联的可能途径。在实验方案上，拟采用近年来被广泛关注的非马尔科夫信道作为切入点，研究该类信道中量子纠缠的突然死亡和非局域恢复、量子关联的传输特性、信道马尔科夫性和非马尔科夫性的转变等，给出噪声量子信道对量子纠缠和量子关联的传输规律，制定相应的降低噪声信道影响的方法，从而实现噪声量子信道中量子纠缠和量子关联的高效传输。

结项摘要

噪声信道会让量子纠缠退相干，失去量子特性，因此，如何在噪声信道中传输量子纠缠是量子纠缠网络的关键技术之一。其中有一类特殊的信道——非马尔科夫信道，会将系统流入到环境中的信息反馈到量子系统中，从而为远距离传输量子纠缠提供了一种可能。基于此，本项目紧密围绕研究目标，按照研究计划和研究内容开展和实施，取得了如下研究成果：非马尔科夫性的定量测量(Scientific Reports 4, 6327 (2014))、马尔科夫-非马尔科夫性的突然转变(Nature Physics 7, 931 (2011))、量子关联和量子纠缠的非局域恢复、非局域非马尔科夫信道的调控(Scientific Reports 3, 1781 (2013))、光纤传送量子纠缠(Europhysics Letters 107, 54006 (2014))等。相关研究论文发表在Nature Physics, Nature Communications, Scientific Reports等上，合计SCI论文7篇，累计SCI引用150余次。其中一篇论文被选为ESI热点论文。申请人获饶毓泰基础光学奖一等奖，作为参与者获教育部高等学校科学研究优秀成果奖（科学技术：自然科学奖）一等奖，安徽省科学技术奖一等奖等。

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
Locality and universality of quantum memory effects.
量子记忆效应的局部性和普遍性
  • DOI：
    10.1038/srep06327
  • 发表时间：
    2014-09-11
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Liu BH;Wißmann S;Hu XM;Zhang C;Huang YF;Li CF;Guo GC;Karlsson A;Piilo J;Breuer HP
  • 通讯作者：
    Breuer HP
High-Visibility On-Chip Quantum Interference of Single Surface Plasmons
单表面等离子体的高可见度片上量子干涉
  • DOI：
    10.1103/physrevapplied.2.014004
  • 发表时间：
    2014-07-14
  • 期刊：
    PHYSICAL REVIEW APPLIED
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Cai, Yong-Jing;Li, Ming;Guo, Guang-Can
  • 通讯作者：
    Guo, Guang-Can
Entanglement distribution in optical fibers assisted by nonlocal memory effects
非局域记忆效应辅助下的光纤纠缠分布
  • DOI：
    10.1209/0295-5075/107/54006
  • 发表时间：
    2014-09
  • 期刊：
    EPL
  • 影响因子：
    1.8
  • 作者：
    Guang-Can Guo;H.-P. Breuer;E.-M. Laine;J. Piilo
  • 通讯作者：
    J. Piilo
Photonic realization of nonlocal memory effects and non-Markovian quantum probes
非局域记忆效应和非马尔可夫量子探针的光子实现
  • DOI：
    10.1038/srep01781
  • 发表时间：
    2013-05-07
  • 期刊：
    SCIENTIFIC REPORTS
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Liu, Bi-Heng;Cao, Dong-Yang;Huang, Yun-Feng;Li, Chuan-Feng;Guo, Guang-Can;Laine, Elsi-Mari;Breuer, Heinz-Peter;Piilo, Jyrki
  • 通讯作者：
    Piilo, Jyrki
Experimental generation of an eight-photon Greenberger-Horne-Zeilinger state
八光子 Greenberger-Horne-Zeilinger 态的实验生成
  • DOI：
    10.1038/ncomms1556
  • 发表时间：
    2011-11-01
  • 期刊：
    NATURE COMMUNICATIONS
  • 影响因子：
    16.6
  • 作者：
    Huang, Yun-Feng;Liu, Bi-Heng;Guo, Guang-Can
  • 通讯作者：
    Guo, Guang-Can

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其他文献

Rotation of polarization of a
a 的偏振旋转
  • DOI：
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
  • 影响因子：
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  • 作者：
    孙方稳;柳必恒;黄运锋;张永生
  • 通讯作者：
    张永生

其他文献

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高维量子纠缠增强的量子通信实验研究
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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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