多光子多自由度超并行拒错量子计算研究

基本信息
批准号:11604012
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:魏海瑞
学科分类:
依托单位:北京科技大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:肖黄林,杨凯莉
关键词:
多自由度量子信息量子计算量子逻辑门超并行
结项摘要

Quantum computation is one of important applications of quantum information, and it promises to increase substantially the efficiency of solving certain computationally demanding problems like searching databases and factoring large integers. In contrast with the tranditional quantum computing with many qubits encoding on one degree of freedom only, the hyper-parallel quantum computing in N degrees of freedom increases the channel capacity, reduces the resource by 1-1/N, and robusts against the decoherence caused by their environments. The artificial atom is one of the promising candidates for qubit because of their ultralong coherence time, scalability and flexible controllability, and it has been received great attention. My study is focused on designing compact quantum circuits for implementing error-rejecting hyper-parallel quantum computing via the artificial atoms coupled to resonators based on imperfect single-photon input-output process, including: (1) Error-rejecting quantum circuit for implementing hybrid hyper-parallel universal gates on multi-photon-matter system. (2) Heralded robust multi-photonic-qubit quantum computing with multiple degrees of freedom. (3) Implementation of multi-spin-qubit hyper-parallel quantum computing on solid-state systems through cavity-assisted interactions. Our schemes with high fidelities and high efficiencies will be helpful in hyper-parallel quantum computing and high-capacity quantum communication.

量子计算是量子信息的重要研究内容,它能加速计算速度,解决部分经典计算无法解决的难题。基于多自由度量子系统的超并行量子计算既能增加信道容量、节省资源,又能更好地抵抗光子损耗噪声影响,具有重要的科学意义。人工原子具有相对较长的相干时间和可扩展的优点,是量子计算机理想载体之一,是当今量子信息研究的热点之一。本项目将对基于人工原子非理想情形下的超并行量子计算展开深入研究,包括对光学不完美输入-输出免疫、对不同子系统同时进行独立操作、不受强耦合的限制等实用条件下,研究两个及其多个自由度量子系统的超并行量子计算,具体研究内容包括:(1)多光子与人工原子间超并行杂合拒错量子计算;(2)以人工原子为指示,对光学不完美输入-输出免疫的多光子多自由度超并行光量子计算;(3)多自旋超并行固态量子计算。通过这一研究,争取得到高保真度和高效率的超并行量子计算方案,对超并行量子计算和高容量量子通信研究有所帮助。

项目摘要

超并行量子信息处理是当今国际研究的热点,并以其独特的性质引起越来越多研究者的关注。本项目紧密联系实验,对并行和超并行量子信息处理中的部分问题展开深入研究,研究基于人工原子,各种环境下并行和超并行光量子计算、量子算法、量子光学器件构建的思路和方法,并获得一些有创新性的研究成果:(1) 结合单光子多自由编码,研究多自由度量子refined Detuch-Jozsa算法;(2) 利用人工原子,提出普适multi-qubit门的构建方法,且普事参数可控;(3) 在不完美物理系统下,设计鲁棒的超并行光量子信息处理和量子光学器件方案;我们方案具有信道容量高、环境噪声影响小、量子并行性强、资源消耗少、对不完美系统鲁棒等优点。方案应用于超并行量子计算,服务于超并行远程量子通信。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

农超对接模式中利益分配问题研究

农超对接模式中利益分配问题研究

DOI:10.16517/j.cnki.cn12-1034/f.2015.03.030
发表时间:2015
2

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

基于多模态信息特征融合的犯罪预测算法研究

DOI:
发表时间:2018
3

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022
4

基于余量谐波平衡的两质点动力学系统振动频率与响应分析

基于余量谐波平衡的两质点动力学系统振动频率与响应分析

DOI:10.6052/1672⁃6553⁃2017⁃059
发表时间:2018
5

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

基于图卷积网络的归纳式微博谣言检测新方法

DOI:10.3785/j.issn.1008-973x.2022.05.013
发表时间:2022

魏海瑞的其他基金

相似国自然基金

1

光子系统两自由度超并行量子计算研究

批准号:11474026
批准年份:2014
负责人:邓富国
学科分类:A2205
资助金额:90.00
项目类别:面上项目
2

超冷原子体系中多自由度量子纠缠的研究

批准号:11904216
批准年份:2019
负责人:李艳娜
学科分类:A2403
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
3

高容量量子中继器中光子系统多自由度的量子操控研究

批准号:11604226
批准年份:2016
负责人:任宝藏
学科分类:A2205
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
4

光子多自由度的耦合及应用研究

批准号:11874345
批准年份:2018
负责人:柳必恒
学科分类:A2205
资助金额:64.00
项目类别:面上项目