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金奇奂研究组首次在离子阱系统中实现声子算术操作

发布时间:2019-05-20 15:53 来源:未知 编辑:admin

  清华大学交叉信息研究院量子信息中心金奇奂副教授带领的离子量子计算研究小组新近在囚禁离子系统中成功实现声子算术操作。研究论文《囚禁离子系统中的声子算术实验》于4月21日发表在《自然·通讯》杂志上。论文通讯作者为金奇奂副教授和英国伦敦帝国理工大学的金明湜(Myungshik Kim)教授,共同第一作者为交叉信息院的在读博士生严马可和张君华。

  量子粒子中的确定性算术操作(即加法和减法)虽然看似简单,但由于其量子理论是建立在数学结构之上,并且与传统算术操作完全不同,因此在量子设备中实现起来要复杂、困难。

  金奇奂实验组使用囚禁离子系统的声子,首次在量子粒子上实现了确定性的加法与减法。实验组采用新开发的绝热量子操控技术将声子耦合到一个辅助的二能级系统,这个系统被称为离散与连续变量混合模式。在具体实验中,实验组在声子数态的叠加态、相干态等不同量子初始态上演绎算术操作,观察得到末态魏格纳函数上的亚泊松统计负值,从而证明了经典态在算术操作之后变成了非经典态。

  传统算术操作具备多重优点,能够产生确定的非经典态和非高斯态,并且能够提供有效的量子态工程方案。金奇奂实验组的新方案则可以进一步应用到腔量子电动力学、光力学等更多量子光学装备上。该实验项目同时还指出,声子态中的非高斯信息可以通过声子-光子耦合转移到光子态。

  本实验由交叉信息院的博士研究生严马可(韩国籍留学生)、张君华、吕定顺、路尧和安硕明共同完成。张静宁博士、罗贤铁(Hyunchul Nha)教授、金明湜(Myungshik Kim)教授提供实验的理论支持。此项研究工作得到国家重点基础研究发展计划、国家自然科学基金和中组部青年千人计划支持。

  清华大学交叉信息研究院青年教师黄隆波近日被国际计算机协会(ACM)在性能分析评估领域的专业权威机构“美国计算机协会计算机系统测量和建模学会(ACM SIGMETRICS)”评选为“2018年度学术新星(Rising Star)”。该机构高度评价黄隆波助理教授的科研成果,称其在“量化在线学习与预测在随机网络优化中的核心作用”方面作出突出贡献。

  研究组首次实现25个量子接口之间的量子纠缠,相比于先前加州理工学院研究组保持的4个量子接口之间纠缠的世界纪录在接口数量上提高了约6倍。

  清华交叉信息研究院量子信息中心金奇奂研究组于2018年1月15日在《自然通讯》发表论文《通过交换波色子的费米子——反费米子散射过程在囚禁离子中的量子模拟实验》。 该研究在离子阱系统中实现了一个基本量子场论模型的量子模拟,将量子模拟研究向前推进了重要一步。

  9月27日,清华大学交叉信息研究院曾坚阳研究组在《细胞》子刊《细胞·系统》发表题为《利用深度学习分析核糖体停滞现象与蛋白质翻译动态》的研究论文,首次利用深度学习技术对蛋白质翻译的动态过程进行建模,提出了一种全新的基于高通量测序技术的深度学习计算框架,并以此揭示了蛋白质翻译这一基本生物过程的调控机制。

  清华大学交叉信息院量子信息中心金奇奂副教授领导的离子阱量子计算研究组实现了拥有超过10分钟相干时间的单量子比特储存(量子信息技术中的基本单元),这是目前为止单量子比特相干时间的世界纪录,将之前的世界纪录提高了10倍。此工作的研究论文《相干时间超过10分钟的单量子比特储存》于9月25日发表于《自然·光子学》。

  交叉信息研究院金融科技中心成立于2016年4月,由图灵奖得主姚期智领导,金融科技专家邹昊博士出任执行主任,致力于信息科学与金融领域的交叉研究。中心结合交叉信息研究院在金融科技、计算经济学、博弈论、人工智能、大数据、云计算、高性能计算等领域多年的研究积累,创新性地运用最新的信息科技来提升金融业的整体效率和竞争力。

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