1430郭光灿量子信息的若干问题.ppt

1430郭光灿量子信息的若干问题
平均市场多久可以从萧条转向牛市？
马尔科夫
马尔科夫过程：
掷骰子游戏
布朗运动
分子扩散
谣言传播等等
马尔科夫过程在物理、化学、天文、生物、经济、军事等多种领域中应用非常广泛。
量子开
初
Master equation:
Dephasing in FP fiber:
Lorentz distribution of photon frequency
演化过程的理论处理
(a)为实验中单光子的实测谱线。(b为)固定delay为
最优值时把(a)图的结果带入方程后数值模拟的结果。
可以看到初始态为135o和45o时，迹距离的确会达到
最大值1。即演化过程的非马尔科夫量为1。这与我们
+/-。
实验实现非马尔科夫性的度量
+/-
理论上证明，这个过程的非马尔科夫量为1
实验中传输过程的非马尔科夫量接近于1，这意味着信息可以非常好地存储在环境中，并且能够接近完整地被提取出来。
本实验将对开放系统的研究和量子存储过程的研究起到启发作用。
控制非马尔科夫-马尔科夫过程的转变
Nature Physics, under reviewed.
通过FP腔对环境进行调制，
是FP腔倾斜的角度，不同的倾角代表不同的环境。
用石英片做为pure dephasing信道，石英片的厚度代表不同的演化时间，
逐步改变石英片厚度就可完整地实现某种环境下的演化。
Á. Rivas, . Huelga, . Plenio, Phys. Rev. Lett. 105, 050403 (2010).
H.-P. Breuer, E.-M. Laine, J. Piilo, Phys. Rev. Lett. 103, 210401 (2009).
不同环境中的演化情况:
（不同角度对应不同环境，得到不同的演化过程）
可以证明在我们的情况中，两种非马尔科夫性的度量方式是等价的。
横坐标是石英片厚度，代表演化时间。
(a)图是初始态为135o和45o时，演化过程中两态的迹距离的变化。
这种情况下参量下转换产生的另一路的光子做Trigger。
(b)图是初始态为Bell态时，演化过程中纠缠度的变化。
取横坐标为150左右时的最大值和75左右时的最小值的差值，即可得到非马尔科夫量的大小。
不同环境中演化的非马尔科夫性度量:
横坐标代表FP腔的倾斜角，对应不同的环境。
空的黑圆圈代表用迹距离度量非马尔科夫性的结果，实心红圆圈代表用纠缠度量非马尔科夫性的结果。
当测量结果为负值时，表明演化过程中没有上升段，非马尔科夫量为0。图中淡蓝色区域为非马尔科夫过程，白色区域为马尔科夫过程。
结果表明，随着FP腔倾斜角逐步增大，对应演化过程的非马尔科夫量逐渐减小，但演化过程还是非马尔科夫的；，演化过程呈现马尔科夫过程；，并且非马尔科夫量逐渐增大。
两种度量方式的数据点吻合的很好，验证了在我们的情况中，两种非马尔科夫性的度量方式的确是等价的。
利用FP腔实现对环境的调控，从而实现马尔科夫过程到非马尔科夫过程的转变
本实验将对开放系统的研究起到启发作用，并将对纠缠态的调控，耗散式量子计算，量子存储，量子度量学起到推动作用。
控制非马尔科夫-马尔科夫过程的转变
证明在此演化过程中两种非马尔科夫性的度量方式是等价的
一、引言
二、非马尔科夫性的度量和控制的实验研究
三、量子蒸发冷却动力学过程的量子模拟
四、在编码噪声信道中量子纠缠的无损传输
五、纠缠辅助下基于熵的不确定关系的实验验证
目录
量子模拟的起源
R. F. Feynman, International Journal of Theoretical Physics, 21, 467 (1982)
超冷原子体系模拟量子相变
超流相
超流相到绝缘相的转变
Greiner, M. et al. Nature 415, 39 (2002)
三维光晶格中的BEC
Milli
kelvin
Micro
kelvin
Nano
kelvin
多普勒冷却
亚多普勒冷却
边带冷却
蒸发冷却
激光冷却技术
Temperature
量子蒸发冷却 (QEC)
量子蒸发冷却
经典蒸发冷却
将高能量的粒子扔掉，低能量的部分重新热平衡
类比于经典一维随机行走
任意哈密顿量
无需重新热平衡过程
可以循环利用
量子激发态到基态的冷却