从量子信息观点看量子统计和热力学.ppt

从量子信息观点看量子统计和热力学 1.量子纠缠与量子统计力学的基础 等几率假设 微正则系综密度矩阵 热力学极限 广义热化定理 统计力学的量子力学基础 全量子控制: 量子算法的最小时间要求 纳米机械量子电动力学(NM-QED) 纳米机械共振器的量子冷却 反馈(闭环)控制 经典探测:提取反馈信号,不影响被控系统 量子情况: 初态 目标态 经典情况: 量子测量: 对被控系统产生不可逆的 影响控制者是整个量子系统的一部分 理想的量子控制过程 R R 控制器 被控系统 任何量子算法必须包括的基本操作 F. Xue , S. X. Yu, C. P. Sun, PRA 73, 013403 (2005) 控制者是整个量子系统的一部分 间接量子控制: Fu, Dong, Liu, Sun , PRE,2007 一个精确可解模型 控制的保真度 Decoherence Factor Average energy of controller decoherence in qubit Heisenberg 不确定性关系的作用 The total time needed to carry out a particular algorithm consisting of L elementary gates is about NAMR + Josephson Qubit Gaidarzhy et al, PRL. 94, 030402 (2005) 各种人工结构的微腔 QED SW-QED SW-QED × × 自旋波准激发 × × Circuit QED 理论方案 大约瑟芬森结 理论方案 半经典耦合 NM-QED 理论方案 纳米机械振子 × × Circuit QED 理论方案 超导传输线 量子耦合? 量子耦合 半经典耦合 Cavity QED 量子电磁场 量子点 核自旋 集体激发 超导量子比特 电荷、磁通比特 自然原子 离子 各种“二能级原子” 各种量子化单模场 各种人工结构的微腔 QED Zhang, Wang, Sun, 2005 , PRL VX Vg I. Martin, et al. PRB (2004). 1. 通过共振“Turing On”相互作用: 2. 远离共振:“Turing Off”相互作用: 3. 驰豫过程制备基态 孙昌璞 中国科学院理论物理研究所 /~suncp/quantum.htm 2.信息擦除、麦克斯韦妖与量子热机 3. 量子控制、纳米机械及其它 Temperature and Quantum Phase transition emerge due to entanglement H. Dong, S. Yang, X.F. Liu, , CPS , 2007 H. Quan, Y. Wang, Y Liu, CPS, F. Nori Phys. Rev. Lett. 97, 180402(2006) H. Quan, Z. Song, X. Liu, P. Zanardi, CPS , Phys. Rev. Lett. 96, 140604 (2006) Y. B. Gao and CPS, Phys. Rev. E 75, 011105 (2007) H. T. Quan, P. Zhang, CPS, Phys. Rev. E 73, 036122 (2006) F. Xue, L. Zhong, Yong Li, and CPS, Phys. Rev. B 75, 033407 (2007) P. Zhang, Y. Wang, CPS, Phys. Rev. Lett . 95, 097204 (2005 ) Main Collaborators: Prof. Zi Song (Nankai), Prof. Xue-Feng Liu (PKU), Prof. Franco Nori (UM , Riken) Prof. Paolo Zanardi (ISI), Prof. J.Q. You (Fudan) Prof. Li You (Georgia Tech) Present Members Dr. Lan Zhou Hai-Tao Quan Liang He, Zi-Ri Gong Hui Dong, Tao Shi Shuo Yang, Jing-Ning Zhang Prof. Su YI Prof. Chang-Pu Sun QPQIP in ITP CAS Quantum Physics and Quantum Information Processing Previous