基于原子系综的高维量子信息及其在量子计算中的应用研究

项目名称： 基于原子系综的高维量子信息及其在量子计算中的应用研究

项目编号： No.11374238

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 高宏

作者单位： 西安交通大学

项目金额： 89万元

中文摘要： 高维量子体系近年来在量子信息研究领域引起人们的极大关注。相对于两态量 子体系，高维量子体系由于其信息携带量大、抗噪能力强，在量子力学基础研究和量子通信 领域展现出潜在的优势和应用价值。鉴于高维量子体系自身的特点及其复杂性，目前高维量 子体系的研究大多集中在线性光学量子系统中。本项目旨在利用光子与原子系综间良好的量 子相干操控特性，通过光子与原子系综的四波混频非线性作用过程，实现光子与原子、光子 与光子间高维轨道角动量的有效转换，并对光子高维角动量进行量子编码，实验上形成一套 易于控制的量子逻辑门用于实现一种量子算法-Deutsch 算法，本项目同时探索实现基于原子系综的高维量子纠缠，为高维量子信息在量子通信和量子计算中的应用提供理论和实验支 持。

中文关键词： 原子系综；高维量子体系；光场操控；量子算法；四波混频

英文摘要： Multidimensional quantum system (MQS) has been attracted much attention in recent years in the filed of quantum information. Comparing with two-state quantum system, MQS has shown potential advantage in fundamental research of quantum mechanics and applic

英文关键词： Atomic Ensemble；Multidimensional Quantum System；Optical Field Manipulation；Quatum Algorithm；Four-wave Mixing