离子阱中共线两离子基本量子逻辑门的实现

运用量子理论,在Paul阱中共线两离子系统的精确解的基础上,结合量子编码方法,讨论了囚禁两离子系统量子非门(单比特逻辑非门、两比特逻辑非门)实现的理论方法,提出利用质心振动模和两离子构建量子与门的理论方法(不需第三个离子),通过分析,证明了囚禁两离子系统在相对量子数l=1时,可制备为单比特量子非门和量子与门的线性叠加,可以完成并行量子逻辑操作,量子非门和量子与门是构成量子计算机制基本结构单元,值得我们在量子信息实验研究中加以考虑.     

量子计算与量子模拟中离子阱结构研究进展

离子阱系统是实现量子计算和量子模拟的主要体系之一.世界范围内的各个离子阱研究小组共同推动着离子阱结构的丰富化发展,开发出一系列高性能的三维离子阱、二维离子芯片、以及具有集成器件的离子阱系统.离子阱的结构逐渐向小型化、高通光性和集成化方向发展,并表现出卓越的量子操控能力—对多离子的囚禁能力和精确控制能力越来越高.本综述将总结过去的十几年里离子阱在结构上的演化历程,以及离子阱在量子计算与量子模拟实验研究中的最新进展.通过分析具有代表性的离子阱结构,总结离子阱系统在加工工艺、鲁棒性和多功能性等方面取得的进步,并对基于离子阱系统的可扩展量子计算与模拟作出展望.     

离子阱中实现两位量子搜寻的方案

该文首先讨论在离子阱中,如何利用红、蓝失谐跃迁来构造量子计算所需的各种幺正矩阵。然后利用这些矩阵提出了一个实现两位量子搜寻的方案。     

离子阱量子计算规模化的研究进展

离子阱系统是当前实现量子计算最为领先的物理系统之一,已经在数十量子比特的规模下实现了保真度达到容错量子计算阈值的量子态制备、测量、通用量子逻辑门等基本量子操作.未来离子阱量子计算的一个重要研究方向,是在保持量子比特高性能的同时,进一步扩展量子比特的数量,最终达到解决实际问题所需的规模.本文介绍当前离子阱量子计算研究中主流的规模化方案,如离子输运方案和离子-光子量子网络方案等,以及各方案中存在的限制因素,进而探讨如二维离子阵列、双重量子比特等新的规模化方案及其前景.     

半导体量子阱中束缚离子激子的研究

在多维球坐标体系中,我们对施主为束缚离子激子用二维方法求解薛定谔方程.研究表明,该方法对于半定量分析简便易行,并获得了一个重要的质量比σc=0.512.     

基于二维囚禁离子实现受控非门、交换门和相位门

研究了二维囚禁离子与光场相互作用系统中几种基本量子逻辑门的实现方案.通过适当选取激光场与离子内部跃迁频率的失谐量,简化了系统的哈密顿量,并进一步推导出受控非门(C-NOT门)、交换门与相位门的实现方法.在此过程中,系统需满足Lamb-Dicke极限,并要求光场的Rabi振荡频率远远小于离子的振动频率. 关键词： 囚禁离子 受控非门(C-NOT门) 交换门 相位门     

单离子阱中基本量子逻辑单元的实现

建议了一种利用单个囚禁冷却离子实现基本量子逻辑门操作(单比特门和两比特受控旋转门)的理论方法,通过数值计算给出了各种相关实验参量的合理设置要求.在这一方案中,量子逻辑门的操作既不要求离子辅助能级的参与,也不限定只在弱耦合的LambDicke区内进行,因而将更容易地为实验所实现 关键词： 量子计算机 受控量子逻辑门操作 LambDicke耦合参数     

量子Grover搜索在离子阱中的实现方案

本文在Cirac-Zoller模型的框架下,讨论在离子阱中如何实现多量子比特Grover搜索的方案。     

Paul阱中两个超冷离子的量子统计特性

讨论两个囚禁在Ｐａｕｌ阱的对称轴上的超冷离子的量子统计特性，可以发现，它们的稳定囚禁不仅与阱的稳定区有关，而且与它们自身的自旋和电荷数大小有关。     

量子不变量理论与离子在联合量子阱中的运动

运用推广了的量子不变量理论研究时间演化算符的对角化问题,证明了时间演化算符的对角化与相因子之间存在着紧密的联系。作为一个例子,研究了离子在联合量子阱中的量子运动及其经典对应,并讨论了离子运动的稳定性。 关键词：     

Generation of Superpositions of Two Bloch States in an Ion Trap

We propose a scheme for the generation of superpositions of two Bloch states for a collection of ions. Inthe scheme the ions are trapped in a linear potential and interact with laser beams. Our scheme does not put anyrequirement on the Lamb-Dicke parameters.     

Quantum Discrete Fourier Transform in an Ion Trap System

We propose two schemes for the implementation of quantum discrete Fourier transform in the ion trap system. In each scheme we design a tunable two-qubit phase gate as the main ingredient. The experimental implementation of the schemes would be an important step toward complex quantum computation in the ion trap system.     

Generation of Superpositions of Two Bloch States in an Ion Trap

We propose a scheme for the generation of superpositions of two Bloch states for a collection of ions. In the scheme the ions are trapped in a linear potential and interact with laser beams. Our scheme does not put any requirement on the Lamb-Dicke parameters.     

Simple and Fast Scheme for Realizing Quantum Logic Gates in an Ion Trap

We propose a simple and fast scheme to realize a controlled-NOT gate between two trapped ions using a resonant laser pulse. Our scheme allows the Rabi frequency of the laser field to be of the order of the vibrational frequency and thus the time required to complete the operation is greatly shortened, which is of importance in view of decoherence.     

Quantum Logic Operation with Single Trapped Ion Without Limitation of Lamb-Dicke Parameter

By applying the nonlinear interaction between internal and external degrees of a trapped ion with theassistance of two pairs or three pairs of laser beams that are perpendicular to each other, the realization of quantumlogic operation without the limitation on the Lamb-Dicke parameter can be achieved when the lasers are tuned to thecarrier.     

离子束蚀刻微透镜中蚀刻深度允许误差的研究

基于衍射光学原理,获得了微透镜的衍射效率与蚀刻深度误差之间的关系式。研究表明,离子束蚀刻中目前采用的时间控制法可满足Ｌ＝１时的微透镜微加工要求,但未能满足Ｌ＞１时的微透镜微加工要求。对Ｌ＞１的情形,需要提高蚀刻深度控制精度以使蚀刻深度的误差小于８７ｎｍ。     

Efficient Scheme for Dense Coding in Cavity QED and Ion Trap Systems

We propose a scheme for realizing dense coding in cavity QED. The scheme is based on the resonant interaction of two atoms with a cavity mode. The scheme may be realizable with presently available techniques in the microwave cavity QED setup. The idea can also be generalized to the ion trap system.     

Development Towards a Laser Ion Source Trap for the Production of Exotic Species

A new type of resonance ionization laser ion source (RILIS) is presently being developed and tested at the off-line mass separator at Mainz University for future use at on-line exotic rare isotopes production facilities. For highest isobaric selectivity, this RILIS approach decouples the evaporation and ionization process. A further advantage is the generation of full temporal control of the resulting high quality ion beam. These facts are realized by a combination of atomizer – ion repeller – ion cooler and trap, which is operated together with a state-of-the-art, all solid state laser system. The principle and performance of this laser ion source trap (LIST) system are discussed applying simulation studies for the repeller-trap combination and first measurements for characterization.     

干涉仪测光波长移动所引入的相位误差

在理论分析的基础上,对国际上目前广泛采用的干涉法测量光纤布拉格光栅（ＦＢＧ）传感系统中的光波长移动所存在的相位测量原理误差进行了实验研究,提出了双相位锁相放大器加动态补偿的测量方案。结果表明,直接用锁相放大器测量布拉格波长移动所对应的相位变化时,如果布拉格波长与其相关的锯齿波光程差幅值不相等,将产生准周期性的测量原理误差。假设扫描锯齿波幅值初始偏差为２０ｎｍ,那么测量原理误差将大到全量程的５％。如     

差分吸收光谱法测量大气污染的测量误差分析

差分吸收光谱技术被广泛地应用于测量大气中微量元素的浓度，尽管该技术利用最小二乘法来反演待测气体的浓度，能够得到很高的测量精度。但是，由于仪器本身的噪声以及测量波段其它气体的干扰等，使得仪器的测量有一定的误差，而且上述因素还决定着仪器的测量下限。对差分吸收光谱方法的测量误差以及引起误差的原因作了详细的分析。