基于高维度杂化体系的量子信息处理的研究

基本信息
批准号:61671083
项目类别:面上项目
资助金额:55.00
负责人:王铁军
学科分类:
依托单位:北京邮电大学
批准年份:2016
结题年份:2020
起止时间:2017-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:高永潘,何玲燕,王仲宵,高伟超,唐大伟,耿晓梦
关键词:
光子固态耦合杂化系统高维度量子系统高维量子信息处理
结项摘要

The high dimensional photon system shows its outstanding capability exhibited in quantum information processing(QIP), and the hybrid system of the photons and solid state physical unit is an ideal platfrom to realize QIP. However, due to the growth of the spatial dimension for information manipulation, some important issues in the high dimensional quantum system become very complicated, such as, how to effectively control the quantum states and how to measure the entanglement for high-dimensional system. This project focus on how to manipulate the high dimensional hybrid system for QIP. For one hand, to against the decoherence effect and the channel loss in quantum channels, we will propose schemes to realize heralded high dimensional photon amplification and distillation, and study on how to implement the high dimensional quantum communication and quantum computing economically and safely by exploring the non maximally high dimension entangled resource. On the other hand, based on the interaction between photons and solid state systems, we will develop suitable physical models for the QIP between the high dimensional photonic system and low dimensional solid state systems, and propose schemes to realize the high-effective and high-fidelity applications of the high dimension hybrid system in various QIP research areas. Our research combines the theory with the realistic physical system, and provides theoretical supports for the realization of remote quantum communication and the distributed quantum computation experiments.

高维度光子系统在量子信息处理过程中表现出强大的信息处理潜质,同时光与固态系统的相结合的杂化系统是实现量子信息处理过程的理想的体系。但在高维度量子系统中,由于信息操控空间维度的增长,量子态的有效控制和纠缠度量等问题变得非常复杂。本项目旨在研究高维度杂化系统的量子信息处理过程,一方面针对量子通信中的信道损耗和退相干问题,我们将开展光子高维度纠缠态提取方面的研究,并探讨在非最大纠缠资源条件下,如何更加经济、安全的实现高维度量子通信和量子计算的问题;另一方面,通过研究多种固态系统和光子间的相互作用现象寻找一个合适的平台能够将高维光子体系和低维固态系统有效地结合起来,完成两种物理系统高效、高保真的对接,并用于探索杂化系统在高维度量子信息处理的各个研究领域的应用,以期为远程量子通信和分布式量子计算的实验实现提供理论支撑。

项目摘要

本项目旨在研究高维度杂化系统的量子信息处理过程,一方面针对量子通信中的信道损耗和退相干问题,我们开展光子高维度纠缠态提取方面的研究,并探讨在非最大纠缠资源条件下,如何更加经济、安全的实现高维度量子通信网络和非定域量子计算的问题;另一方面,我们基于光学微腔系统,通过研究光子-原子、光子-磁子等多种相互作用,寻找一个合适的平台能够将光子体系和低维固态系统有效地结合起来,完成两种物理系统高效、高保真的对接,并探索杂化系统在高维度量子信息处理的各个研究领域的应用,以期为远程量子通信和分布式量子计算的实验实现提供理论支撑。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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