拓扑量子计算的数学理论

基本信息
批准号:11701293
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:常亮
学科分类:
依托单位:南开大学
批准年份:2017
结题年份:2020
起止时间:2018-01-01 - 2020-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:蒋剑剑,陈欢欢
关键词:
扭结运动群量子不变量拓扑量子场论拓扑量子计算拓扑物质形态
结项摘要

Recently discovered topological materials such as topological insulators have potential use in building universal quantum computer. The quantum computation model based on topological phases of matter has a built-in tolerance on the hardware for the interactions of the system with the surrounding environment. Topological phases of matter in two spatial dimensions have been well-described in the framework of modular categories, but relatively little is known in three spatial dimensions. This research project is devoted to developing mathematical models of topological phases of matter in three spatial dimensions: (3+1)-dimensional topological quantum field theories and the motion group of knots with their application to understanding the topology of three and four dimensional manifolds and establishing new quantum computational paradigms in three dimensional materials.

近年来发现的诸如拓扑绝缘体等拓扑材料具有建造通用量子计算机的潜力。基于拓扑物质形态的拓扑量子计算模型在硬件层面对来自环境的干扰具有天然的抵抗。2维的拓扑物质形态已经在模范畴的框架下得到很好的描述,但是我们对3维的拓扑物质形态的数学模型还知之甚少。本项目主要研究3维拓扑物质形态的数学模型:(3+1)维拓扑量子场论和和扭结运动群的表示,并应用于理解3维和4维流形的拓扑以及建立3维材料中量子计算的新模型。

项目摘要

拓扑量子场论是拓扑量子计算的数学基础,提供了在拓扑物质材料上实现量子计算的模型。本项目主要研究了非半单的拓扑量子场论及其诱导的低维流形不变量和子流形运动群表示论,及其在3维拓扑物质和拓扑量子计算中的应用。一个主要结果是解决了关于两种非半单3维流形量子不变量间关系的长期猜想。由于半单的拓扑量子场论被证明不能导出新的4维流形不变量,理解并推广非半单3维流形不变量为进一步研究4维流形的非半单不变量和拓扑打下了基础。另一个成果是使用张量范畴系统地构造了圈辫子群表示。该模型原则上也适用于更一般的纽结运动群。圈辫子群是辫子群的推广和特殊的纽结运动群。类似于辫子群表示被应用于2维拓扑材料中的量子计算模型,圈辫子群等纽结运动群的表示也将应用到3维拓扑材料的研究中。

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

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

水氮耦合及种植密度对绿洲灌区玉米光合作用和干物质积累特征的调控效应

DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2019.03.004
发表时间:2019
2

瞬态波位移场计算方法在相控阵声场模拟中的实验验证

瞬态波位移场计算方法在相控阵声场模拟中的实验验证

DOI:
发表时间:2020
3

抗生素在肿瘤发生发展及免疫治疗中的作用

抗生素在肿瘤发生发展及免疫治疗中的作用

DOI:10.3760/cma.j.cn371439-20200423-00009
发表时间:2021
4

计及焊层疲劳影响的风电变流器IGBT 模块热分析及改进热网络模型

计及焊层疲劳影响的风电变流器IGBT 模块热分析及改进热网络模型

DOI:10.19595/j.cnki.1000-6753.tces.151503
发表时间:2017
5

东部平原矿区复垦对土壤微生物固碳潜力的影响

东部平原矿区复垦对土壤微生物固碳潜力的影响

DOI:10.13225/j.cnki.jccs.xr21.1686
发表时间:2022

常亮的其他基金

批准号:11203078
批准年份:2012
资助金额:30.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61402040
批准年份:2014
资助金额:26.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:41506211
批准年份:2015
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:71903042
批准年份:2019
资助金额:19.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11573069
批准年份:2015
资助金额:72.00
项目类别:面上项目
批准号:61363030
批准年份:2013
资助金额:43.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:60903079
批准年份:2009
资助金额:18.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31200331
批准年份:2012
资助金额:22.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

基于绝热量子计算模型求解数学问题的理论研究

批准号:61501514
批准年份:2015
负责人:段乾恒
学科分类:F0110
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于量子化学拓扑理论的RNA中静电多极距的理论和计算研究

批准号:21503101
批准年份:2015
负责人:袁永娜
学科分类:B0302
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
3

拓扑量子计算与量子引力的量子模拟及其关联的探索

批准号:11875109
批准年份:2018
负责人:万义顿
学科分类:A2502
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
4

可能支持拓扑量子计算的物理系统和物质的拓扑相

批准号:10874191
批准年份:2008
负责人:虞跃
学科分类:A2404
资助金额:37.00
项目类别:面上项目