项目名称: 基于里德堡原子偶极封锁效应的量子相干操控

项目编号: No.61275215

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2013

项目学科: 无线电电子学、电信技术

项目作者: 林秀敏

作者单位: 福建师范大学

项目金额: 78万元

中文摘要: 远程量子通讯和分布量子计算是当前量子信息领域的热点课题之一,而如何有效地实现远距离量子系统间的相干操控是其首先必须解决的关键问题。本项目探讨由里德堡原子、原子系综、光纤、腔和外场组成的复合系统的量子光学描述理论,将里德堡原子偶极封锁效应、原子系综和腔QED系统的优点结合起来,获得以光纤为媒介的不同腔系统间的长程相互作用和有效的封锁效应,确定性地实现远距离量子系统间的相干操控,把原来仅限于对相距若干微米内的原子起作用的偶极封锁现象拓展到远距离的量子系统中。进而寻求成功几率高、操作时间短、在当前实验条件下能实现的非局域量子门和多量子比特纠缠态,设计可用于长距离量子通讯的量子寄存器、可控单光子源、及可实现远程量子通讯和分布量子计算的量子网络方案。

中文关键词: 里德堡原子;偶极封锁;原子系综;光力系统;回音壁微腔

英文摘要: Long-distance quantum communication and distributed quantum computation is currently one of the hot topics in quantum information science. The key issue, which must be firstly resolved, is how to effectively achieve coherent control between long-distance quantum systems. This project explores quantum optical description theory of a composite system consisting of Rydberg atoms, atomic ensembles, fibers, cavities, and external fields. We will take advantage of the dipole blockade effect of Rydberg atom, the characteristics of atomic ensemble and cavity QED systems to achieve long-range interaction and effective blockade effects between separated cavity systems, which are connected by optical fibers, so we can realize coherent control between long-distance quantum systems in a deterministic manner and achieve long-range blockade effects which are originally limited to work for atoms away from several microns. We will seek schemes that can implement quantum nonlocal gates in the current experimental conditions with a high probability of success and a short operating time, and can be used to prepare multi-qubit entangled states, and design schemes that can be used to implement quantum registers,controlled single-photon source, and quantum network for remote quantum communication and distributed quantum computing.

英文关键词: Rydberg atom;dipole blockade;atomic ensembles;optomechanical system;whispering gallery microcavity

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