量子信息科学在中国科学技术大学的兴起和发展(3)
2015-02-27 01:06
导读：4．2多光子物理学的研究进展［14］ 多光子量子态具有许多重要性质，例如N个光子态的干涉所呈现的德布罗意波长减少到1/N，这可使相位测量达到海森伯极
4．2多光子物理学的研究进展［14］
多光子量子态具有许多重要性质，例如N个光子态的干涉所呈现的德布罗意波长减少到1/N，这可使相位测量达到海森伯极限的精度，用于光学刻蚀，其精度可提高到1/N.光子数越来越多的量子态，蕴含着越丰富的量子现象，但制备也更为困难.我们在理论上提出一种所谓“NOON态投影测量方法”，可用来制备和识别多光子量子态，在实验上演示了四光子和六光子德布罗意波长，并将著名的两光子洪-区-曼德尔（Hong-Qu-Mandel）干涉推广到多光子场合，在实验上证实了这种方法是多光子物理中重要而有效的实验方法.
4．3五光子纠缠态的实验实现［15］
首次在实验上实现了五光子纠缠态，并演示利用这个纠缠态可实现终端开放的量子隐形传态，即未知量子态被隐形传到终端的三个光子纠缠态上，然而按照三个粒子的合作可被制备在其中任一个粒子上.利用这个五光子纠缠态，在实验上还演示了量子纠缠浓缩和纠缠交换，为量子中继的实现研究迈开重要一步.オ
4．4六光子图态纠缠的实验实现［16］
该工作通过对多光子操纵技术的进一步发展，从实验上实现了基于光子比特“焊接”技术的量子计算机测试平台，成功地制备出国际上纠缠光子数量多的薛定谔猫态和可以直接用于量子计算的簇态.该项成果以封面标题形式发表在2007年2月1日出版的英国《Nature》杂志子刊《NaturePhysics》上，审稿人评价其是“光学量子计算领域至今最先进实验工作”和“一个出色的成就，为量子计算、量子纠错和量子力学基本问题的研究铺平了道路”.欧洲物理学会称赞该工作“为量子计算机的物理实现迈进了重要一步”.
5量子隐形传态的研究进展
（科教论文网 lw.nseaC.Com编辑发布）
5．1两个量子位复合系统量子量子态隐形传输的实验实现［17］
在国际上首次成功地实现了复合系统量子态隐形传输，首次成功地实现了六光子纠缠态的操纵，这为实用化的量子信息研究开创了新起点.对于容错量子计算、量子中继、普适量子纠错等重要研究方向具有极其深远的影响，《Nature》网站专门发布了“Pressreleases”,并在《Nature》杂志“研究亮点”栏目中对该工作进行专门报导，称赞该实验成果是在“在大尺度量子通信研究中取得长足进展”.该工作入选“2006年度中国十大科技进展新闻”.
5．2利用光子和原子量子比特的内嵌存储的量子隐形传输的实验实现［18］
内嵌存储的量子比特隐形传输是实现大尺度量子通信以及基于测量的量子计算的关键.尽管量子态的隐形传输以及量子比特的存储已经在原则上被证明，然而实现内嵌存储的量子比特的隐形传态在实验上仍旧很困难.
首次通过将光量子比特的态隐形传输至原子的比特上，从实验上实现了内嵌存储的量子比特隐形传输，在实验中，一个未知的极化光子态通过7m的距离隐形传输至一个原子比特，并成功地存储了8μs，该原子态可以被转换成光量子态,以用于进一步的量子信息处理.从光子态到原子态的隐形传输并且内嵌了可读存储的实现，使得有效的、可升级的量子网络有望在不久的将来被实现.
6量子信息处理器的研究进展
量子计算的最终实现取决于能否研制成功物理上可扩展的量子信息处理器,用它来有效地存储和处理量子信息.目前的研究水平离此目标还相差甚远,但科学家满怀着坚定信心正在向着这个目标步步逼进.我们在基于固态物理、量子光学和核磁共振量子计算物理实现的基础研究方面取得一系列理论和实验的重要进展.
（转载自科教范文网http://fw.nseac.com）
6．1在理论上提出一种基于腔QED的新型量子信息处理器方案［19］
通过对腔的泄漏光子进行单光子探测，来实现不同腔中原子之间的纠缠，该方案具有制备效率高、抗噪能力强、易于寻址等优点.《Phys.Rev.Lett.》的审稿人赞道：“在寻求随心所欲的产生量子态的方案中，这可能是一篇里程碑的文章”.另外，利用高Q腔单个原子与腔外部单个原子的相互作用，设计了一种可行性很强的基于光子的量子计算方案，它以原子作为中介来实现光子与光子之间的受控相位门操作，该方案按目前的技术水平和抗噪能力是可以实现的，学术界对此予以很高评价.
