金刚石NV中心与坏腔耦合系统的单光子散射及量子信息处理

项目名称： 金刚石NV中心与坏腔耦合系统的单光子散射及量子信息处理

项目编号： No.11405052

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 彭朝晖

作者单位： 湖南科技大学

项目金额： 23万元

中文摘要： 基于光学微腔的单光子散射是与散射系统、环境以及外部调控参量密切相关的复杂物理过程，并在量子信息中有广泛应用前景。由于高品质光学微腔与外界高度隔离，腔内量子态以及光子散射过程的调控都将面临极大挑战。本项目研究基于金刚石NV中心与坏腔耦合系统的单光子散射，分析NV中心存在强相位阻尼时非马尔科夫效应对系统动力学演化过程的影响，探索坏腔中外加控制场和量子反馈抑制NV中心的强相位阻尼，从而调控单光子散射过程；进一步研究基于金刚石NV中心与坏腔耦合系统的普适量子逻辑门以及量子信息处理方案，分析系统和外部控制参量对量子逻辑门保真度的影响，寻找最优的系统工作区域、演化路径以及外加辅助系统，从而构造紧致的量子逻辑门以及实现高效的量子信息处理。这两方面研究内容将为基于金刚石NV中心与坏腔耦合系统的光子散射及量子信息处理奠定初步的理论基础，为实验实现提供一种可能的新途径。

中文关键词： 单光子散射；固态量子比特；坏腔区域；相位阻尼；量子信息处理

英文摘要： Single-photon scattering based on optical microcavities is a complex physical process which is closely related to scattering system, environment and external control parameter, and has wide application prospect in quantum information processing. As high-

英文关键词： Single-photon scattering；Solid state qubits；Bad cavity regime；Dephasing；Quantum information processing