非超冷囚禁离子的量子动力学与量子逻辑门的实验研究

囚禁在电磁势阱中的冷离子是非常好的量子调控候选者。本项目旨在以中科院武汉物理与数学研究所研制的线型离子阱作为研究平台，从实验上探讨处在Lamb-Dicke 区以外的单个或几个冷离子的量子行为和简单的量子逻辑门的操作。主要研究工作包括:探讨环境耦合对处在Lamb-Dicke 区以外的冷离子的量子动力学的负面影响及相应对策；利用层析法、refocusing 脉冲等实验手段提取高阶耦合项中可能蕴涵的新的物理信息；完成简单的逻辑门操作。本项目着眼于国内现有设备开展实验工作，将不仅有助于我们提高实验技能，完善现有实验条件，而且也将为在中国实现小规模的离子阱量子计算打下良好的基础。

本项目旨在以中科院武汉物理与数学研究所研制的线型离子阱作为研究平台，从实验上探讨处在Lamb-Dicke 区以外的单个或几个冷离子的量子行为和简单的量子操作。完成的主要研究工作包括:从实验上探讨了处在Lamb- Dicke 区以外的单个或一串冷离子的量子行为；系统地探讨了高阶耦合项中的非线性效应；通过压制微运动效应，将离子冷却到了Lamb-Dicke 区以内；理论上提出了一系列可行的量子信息处理方案。除此之外，我们还搭建了一个离子芯片平台，实验上探讨了一维和二维囚禁的离子晶体的动力学和基本量子特征，我们冷却了离子，并通过平移和旋转离子来完全地操控离子。本项目着眼于国内现有设备开展实验工作，有助于我们提高实验技能，完善现有实验条件，而且也为在中国实现小规模的离子阱量子计算打下良好的基础。