利用“魔术”条件提高中性原子量子比特门操作保真度

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    12004126
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    16.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A2403.精密测量物理
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2020
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2021-01-01 至2022-12-31

项目摘要

The neutral atom system has some advantages, which makes it very suitable for demonstrating the quantum information and quantum computation. The coupling of the neutral atom to the external electromagnetic field is weak, which indicates a long coherence time of a neutral atom. In addition, single neutral atoms can be easily scaled to 2D or 3D arrays. Furthermore, the strong interaction between Rydberg atom can indirectly accomplish atom-atom entanglement, and then realize efficient double-qubit logic gates operation, which provides a good experimental platform for the quantum computation. To perform fault-tolerant quantum computations via quantum error correction protocols, it requires that errors in quantum logic gates are small enough. Normally, the tolerable error varies among correction strategies, and the commonly accepted error threshold per gate is 10−4. Specifically, in neutral atom quantum computation. In contrast to trapped ion qubits, microwave-driven gates on neutral atomic qubits undergo large errors. Therefore, it is of great significance to further improve the fidelity of quantum logic gate of neutral atoms. Increasing the coherence time is the key to the improvement of the fidelity of quantum logic gate. In this project, by constructing a "magic" dipole trap to reduce the decoherence of qubit caused by atomic motion, the fidelity of quantum logic gate can be improved. Using this method, the fidelity of the single qubit gate is expected to be improved to over 99.99%, and the double-qubit gate to over 99%, which lays a foundation for the development of quantum information and quantum computing.
由于中性原子系统不易受外界电磁场的干扰,极易扩展成阵列,相干性较好,里德堡相互作用较大,成为演示量子信息和量子计算的重要系统。要想实现基于量子纠错协议的容错量子计算,量子逻辑门的误差需要足够小,通常可接受的误差阈值为10-4。相比与离子系统,中性原子量子比特门操作的保真度相差甚远。因此进一步提高中性原子量子比特门操作的保真度具有重要的研究意义。量子比特门操作保真度的提高,关键之处在于量子比特相干时间的提高。本项目拟在中性冷原子系统中,通过构建“魔术”偶极阱来减小原子运动导致的量子比特的退相干,从而实现量子比特门操作保真度的提高。采用这种方法,有望将单量子比特门操作的保真度提高到99.99%以上,双量子比特门操作的保真度提高到99%以上,为量子信息和量子计算的发展奠定了基础。

结项摘要

由于中性原子系统不易受外界电磁场的干扰,极易扩展成阵列,相干性较好,里德堡相互作用较大,成为演示量子信息和量子计算的重要系统。本项目在中性冷原子系统中,利用“魔术”偶极阱来减小基态原子的差分光频移,将基态原子量子比特的相干时间提高到秒量级;利用“魔术”偶极阱囚禁里德堡原子,将里德堡原子的相干时间延长,从而使得里德堡单光子源的纯度和全同度同时提升至99.9%以上,并利用该单光子源实现了国际上最高保真度的光量子逻辑门。该研究成果有望为光量子信息处理和分布式光量子系统等重要量子应用开辟新的前景。

项目成果

期刊论文数量(1)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A multi-band atomic candle with microwave-dressed Rydberg atoms
带有微波处理的里德伯原子的多波段原子蜡烛
  • DOI:
    10.1007/s11467-022-1218-6
  • 发表时间:
    2022-10
  • 期刊:
    Frontiers of Physics
  • 影响因子:
    7.5
  • 作者:
    Yafen Cai;Shuai Shi;Yijia Zhou;Jianhao Yu;Yali Tian;Yitong Li;Kuan Zhang;Chenhao Du;Weibin Li;Lin Li
  • 通讯作者:
    Lin Li

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--"}}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--" }}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--"}}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

其他文献

用于单原子操控的微尺度蓝移阱的三维构建与测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    量子光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王建龙;李刚;田亚莉;张天才
  • 通讯作者:
    张天才
蓝移阱中单个铯原子基态磁不敏感态的相干操控
  • DOI:
    10.7498/aps.69.20192001
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李翔艳;王志辉;李少康;田亚莉;李刚;张鹏飞;张天才
  • 通讯作者:
    张天才
基于增强型CCD光场高阶相干度的测量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    曹晋凯;杨鹏飞;田亚莉;毋伟;张鹏飞;李刚;张天才
  • 通讯作者:
    张天才
用于铯原子内态操控的双光子拉曼激光的产生及应用
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    物理学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王志辉;田亚莉;李刚;张天才
  • 通讯作者:
    张天才
编码于单个中性原子的单量子比特的量子层析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    量子光学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    田亚莉;王志辉;杨鹏飞;张鹏飞;李刚;张天才
  • 通讯作者:
    张天才

其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi || "--" }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year || "--"}}
  • 期刊:
    {{ item.journal_name }}
  • 影响因子:
    {{ item.factor || "--" }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}
empty
内容获取失败,请点击重试
重试联系客服
title开始分析
查看分析示例
此项目为已结题,我已根据课题信息分析并撰写以下内容,帮您拓宽课题思路:

AI项目思路

AI技术路线图

相似国自然基金

{{ item.name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 批准年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}

相似海外基金

{{ item.name }}
{{ item.translate_name }}
  • 批准号:
    {{ item.ratify_no }}
  • 财政年份:
    {{ item.approval_year }}
  • 资助金额:
    {{ item.support_num }}
  • 项目类别:
    {{ item.project_type }}
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了

AI项目解读示例

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]
      
关闭
close
客服二维码