基于Zeeman态编码的单原子量子比特研究

项目名称： 基于Zeeman态编码的单原子量子比特研究

项目编号： No.61205215

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 信息四处

项目作者： 何军

作者单位： 山西大学

项目金额： 29万元

中文摘要： 量子信息科学以量子比特作为信息单元，量子比特的物理载体是任何可执行幺正变换的两能态量子系统。碱金属原子拥有长寿命的超精细基态，其可以作为量子比特的逻辑基矢实现信息的写入和读出；利用光与原子的纠缠，可以实现传递信息的飞行量子比特（光子）与存储信息的量子比特（原子）的相互作用；基于单原子量子比特的受控非门（CNOT门）是量子逻辑运算的基本构成单元，宏观数量的量子逻辑门可以实现量子计算。本项目在我们小组已掌握的单原子冷却与俘获的实验基础上，实现单原子量子态的制备和探测，进而实现基于单原子量子比特的可控操作。主要内容包括：(1) 魔术波长微米尺度光学偶极阱系统的研究；（2）光学阱中单原子超精细基态以及Zeeman磁量子态的制备及识别实验技术研究；（3） 基于单原子量子比特的相干操控实验技术研究及量子比特的退相干机制研究；（4）量子比特的扩展性研究探索。

中文关键词： 单原子；超精细能级；量子态；量子比特；相干性

英文摘要： The quantum bit (qubit) is the units of the quantum information. The qubit can be stored in any two state systems which can accomplish unitary transformation. Neutral atoms also exhibit favorable properties for storing and processing quantum information a

英文关键词： single atom；hyperfine state；quantum state；qubit；coherence