基于微纳结构调控表面等离激元的量子信息处理研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    11374042
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    88.0万
  • 负责人：
    张勇
  • 依托单位：
    北京邮电大学
  • 学科分类：
    A2205.光量子物理和量子光学
  • 结题年份：
    2017
  • 批准年份：
    2013
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

In the recent years remarkable progression has been made in the field of quantum information science. But the practicability of quantum information technology (QIT) still be confronted with many difficulties.The main difficulty and the key to the practicability of QIT is to develop effective and scalable devices for quantum information processing (QIP).To meet the requirements of the practicability,the program is to explore the application of surface plasmons (SPs)in the field of quantum information, and to develop the new method and devices based on the SPs for QIP. Based on the SPs in the nanostructure of metal, to research the physical implementation of QIP is the distingushing feasure of our porgram. We want to understand the physical mechanism of interaction between photon and quantum electron system in the effect of the surface plasmons, and investigate the evolution and transmission features of quantum states in the surface plasmon effect. With the assistant of surface plasmons as the information carrier and channel,the storage,transmission and operation of quantum information will be researched, and the effect of surface plasmon with different micro- and nanostructure of metal on quantum information processing will be discussed. The investigation maybe help to find the best material and nanostructure of metal for the development of the efficient quantum device, and to explore the effective and reliable channel for the physical implementation and practicablity of quantum communication and quantum computation.
最近几年，量子信息科学已经取得令人瞩目的进展，但量子信息技术的实用化仍面临着很多困难，发展高效可扩展的量子信息处理器件是量子信息技术实用化的关键和主要困难。 从量子信息技术实用化需求出发，探索表面等离激元效应在量子信息领域的应用，发展基于表面等离激元效应的量子信息处理新方法和新器件是本项目的主要研究内容。结合金属纳米结构的表面等离激元，研究量子信息处理的物理实现是本项目的特色之处。 我们将探明表面等离激元效应中光子与量子电子系统相互作用的物理机制，研究量子态在表面等离激元效应中演化、传输的特性，探索以表面等离激元为量子信息传输的载体和通道，实现表面等离激元辅助的量子信息存储、传输和操作过程，并讨论不同金属微纳米结构的表面等离激元对量子信息处理过程的影响，为开发高效量子器件寻找最佳的材料和金属微纳米结构，为量子通信和量子计算的物理实现和实用化，寻找有效可靠的途径。

结项摘要

最近几年，量子信息技术进入实用化阶段，发展高效可扩展的量子信息处理器件和量子网络是量子信息技术实用化的关键。 本项目从量子信息技术实用化需求出发，探索表面等离激元、金刚石NV色心和微腔等微纳结构在在量子信息领域的应用，发展量子信息处理新方法和新技术。在表面等离激元方面，我们研究了微纳米人工结构下Fano共振等特性，提出了基于Fano共振和双共振模的表面等离激元纳米传感器方案。我们还提出了基于微腔、金刚石NV色心和量子点等微纳结构耦合系统的量子信息和量子纠缠存储、操作和纯化方案，以及W态制备和量子网络等方案。我们还研究了量子通信中量子秘密共享，给出了单光子秘密共享的优化方案。希望这些研究能为量子信息、量子通信和量子计算的物理实现和实用化提供更优化的载体和方案.

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
利用线偏光探测两邻近氮-空位色心轴向的方法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2016
  • 期刊：
    激光与光电子学进展
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    王靖茹;张勇
  • 通讯作者：
    张勇
Construction of a quantum repeater based on a quantum dot in an optical microcavity system
光学微腔系统中基于量子点的量子中继器的构建
  • DOI：
    10.1088/1612-2011/11/6/065202
  • 发表时间：
    2014-04
  • 期刊：
    LASER PHYSICS LETTERS
  • 影响因子：
    1.7
  • 作者：
    Wang C.;Wang T-J;Zhang Y.
  • 通讯作者：
    Zhang Y.
Implementation of quantum repeaters based on nitrogen-vacancy centers via coupling to microtoroid resonators
通过与微环形谐振器耦合实现基于氮空位中心的量子中继器
  • DOI：
    10.1088/1054-660x/24/10/105204
  • 发表时间：
    2014-10
  • 期刊：
    Laser Physics
  • 影响因子：
    1.2
  • 作者：
    Wang Chuan;Cao Cong;Tong Xin;Mi Si-Chen;Shen Wei-Wei;Wang Tie-Jun
  • 通讯作者：
    Wang Tie-Jun
Concentration of entangled nitrogen-vacancy centers in decoherence free subspace
无退相干子空间中纠缠氮空位中心的浓度
  • DOI：
    10.1364/oe.22.001551
  • 发表时间：
    2014
  • 期刊：
    Optics Express
  • 影响因子：
    3.8
  • 作者：
    Wang Chuan;Wang Tie-Jun;Zhang Yong;Jiao Rong-zhen;Jin Guang-sheng
  • 通讯作者：
    Jin Guang-sheng
Feasible attack on detector-device-independent quantum key distribution.
对独立于检测器设备的量子密钥分发的可行攻击
  • DOI：
    10.1038/s41598-017-00531-y
  • 发表时间：
    2017-03-27
  • 期刊：
    Scientific reports
  • 影响因子：
    4.6
  • 作者：
    Wei K;Liu H;Ma H;Yang X;Zhang Y;Sun Y;Xiao J;Ji Y
  • 通讯作者：
    Ji Y

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    张勇;刘畅;陈彬;段晋瑜;薛绯;陈帆
  • 通讯作者：
    陈帆

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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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