基于绝热过程的量子态传输研究

稳定、高效、高保真度的量子通道系统的理论设计与实验实现，是当前的研究热点。由于技术的发展，基于多能级系统的量子绝热技术已经从光学学科逐渐渗透到固态物理领域，这为量子信息的实用化和量子计算的物理实现提供了另一可行途径。本项目将采用由量子点恒定耦合所构成的长程阵列作为数据总线，通过外界门电压对单个量子点的绝热操控，建立远程以及多通道的量子态传输方案。利用数值与解析相结合的方法，探索系统参数、传输距离等因素对传输时间的影响，并澄清量子态传输过程中一些基本的物理量（如几率密度、相位）与系统耦合强度之间的函数关系。本项目的研究工作可以加深人们对量子态绝热传输与控制机制的认识和理解，丰富量子信息学的研究内容，还可以为量子通道的物理实现提供一定的理论依据。

本项目属于国内外前沿的研究领域, 主要研究量子绝热定理在量子信息科学中的应用以及量子力学中的基本问题. 我们从紧束缚模型出发, 采用理论分析和数值模拟方法, 研究了基于绝热过程的量子态传输的动力学操纵方法, 研究了能隙网络结构中量子态演化的动力学行为. 此外, 我们还对玻色-爱因斯坦的基本性质及其在量子信息中的应用进行了相关研究. 我们研究了双模玻色-爱因斯坦凝聚的基态量子纠缠性质, 研究了粒子间的高阶相互作用形式, 研究了准二维玻色-爱因斯坦凝聚体自由膨胀时两点之间的密度-密度关联函数, 研究了非相对论弱相互作用玻色-爱因斯坦凝聚量子气体的一般性质. 我们的研究工作一方面加深和澄清对量子态传输与控制机制的认识和理解，同时通过具体方案的构建，把对量子计算关键问题的探索和对量子物理学中的基本问题的研究，如强关联和各种自旋系统的动力学结合起来。这些研究成果已发表在Physical Review A, Annals of Physics, and SCIENCE CHINA Physics, Mechanics & Astronomy等国内外著名刊物上. 目前本项目已顺利完成. 在项目执行期间, 本项目组成员有较好的合作和分工.在学术刊物上发表SCI收录论文8篇, 其中国外刊物5篇, 国内刊物3篇.