科学研究

    长沙学院量子科学实验室

    长沙学院量子科学实验室

    发布时间:2021-04-16 


    长沙学院电子信息与电气工程学院量子科学实验室成立是以曾可教授为核心、年轻博士为主体的创新研究团队。量子科学实验重点致力于量子信息处理及其相干调控研究,促成量子网络技术在量子产业化中的应用,尤其关注量子保密通信网络方案的分析与优化,瞄准国际最新科学前沿和关键科学技术问题,研究新型量子器件的量子特性,探索新奇量子现象。目前实验室刚成立,主要在编固定研究人员3人,含教育部国家级精品资源共享课评审专家、湖南省教育厅课堂教学竞赛评审专家、湖南省科技厅自然科学基金评审专家、教育部高等学校物理类专业教学指导委员会中南地区工作委员会委员、长沙学院“量子物理与量子信息学”优秀科技创新团队带头人1人,含湖南省青年骨干教师、长沙市杰出创新青年1人。研究中心主持科研项目课题10多项,含国家课题1项、省级课题5项等,共发表SCI论文40余篇。

    具体研究内容包括:

    l 量子相干性及其调控研究

    l 量子信息应用与保护研究

    l 量子计算机的物理实现

    研究特色:

    u 揭示高维系统缠动力学规律为高维量子纠缠资源深度开发利用提供理论参考

    量子纠缠是量子信息处理的重要资源。高维系统量子纠缠资源在量子信息处理比低维系统更加具有优越性。如何获取纠缠度高和纠缠保持时间长的有效纠缠资源,是当前量子信息处理领域十分关注的重大课题。采用求解开放量子系统主方程和超算符方法,研究 Milburn 模型假说下两体三能级系统纠缠动力学行为,发现初始制备在一类特殊量子态出现蒸馏纠缠死亡和蒸馏纠缠突然产生现象,实现制备纠缠度高、纠缠保持时间长的三能级纠缠资源的有效量子调控,揭示了高维系统纠缠动力学行为的物理机制,为高维量子纠缠资源深度开发利用提供理论参考。

    u 提出若干费舍信息保护方案为量子精密测量和量子度量学提供理论依据

    量子费舍信息是量子参量精密估值理论和量子信息原理中一个最重要的量度量,已被广泛研究。根据 Cramér-Rao 不等式,量子费舍信息能给出参量估值精度能够达到的极限。量子费舍信息越大,对参量进行估值的精度就越高。因此,如何获取最大费舍信息及其保护,提高系统参量估值,是当前量子参量精密估值理论和量子信息处理领域一个热点问题。为了系统提高参量估值精度,采用量子费舍信息度量,提出非厄米算符操作技术、量子擦除手段、增加量子比特注入环境诱导非马尔科夫记忆效应等方法,抑制系统退相干保护量子费舍信息新途径,揭示量子费舍信息动力学演化规律,为量子精密测量和量子度量学提供理论依据。

    u 揭示熵不确定关系本质规律为深入理解量子力学本质提供新的思路

    不确定关系作为量子力学的一个重要基本原理,是区分量子理论和经典物理的一个重要理论依据。 一方面基于海森堡不确定性原理限制两个不对易力学量进行同时测量时所得结果的精确性;另一方面基于方差表征不确定关系具有平庸下限。为了克服方差表征的不确定关系出现平庸这一缺陷,更好抓住量子不确定性关系在微观世界领域的本质,研究基于信息熵表征的不确定关系,提出了利用量子弱测量技术操作调控量子存储支撑熵不确定度的新方案,揭示熵不确定关系本质规律,为更好深入理解量子力学不确定关系本质提供新的思路,为高灵敏量度光场与原子的压缩效应提供了新的理论根据。

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