处在Lamb-Dicke 区以外的囚禁离子的量子动力学与量子信息处理

囚禁在电磁势阱中的超冷离子是目前最被看好的量子计算的候选者之一。本项目旨在以中科院武汉物理与数学研究所捕获的冷囚禁离子作为研究平台，从理论上探讨处在Lamb-Dicke 区以外的单个或一串冷离子的量子行为和相关量子信息处理的方案。主要研究工作包括:探讨理想的孤立条件下和弱的环境耦合条件下，处在Lamb-Dicke 区以外的冷离子的完整的量子动力学行为；从量子力学的角度研究内、外态耦合的高阶项中可能蕴涵的新的物理信息；修正标准的层析法，并用于检验实验结果，以及提出实验上可行的逻辑门方案。本项目着眼于理论结合实验进行，将不仅有助于深化我们对量子理论本身的认识，而且也将为在中国实现小规模的离子阱量子计算提供理论基础。