《0830_潘建偉_基于光與冷原子的量子操縱：可拓展的量子通信、量子計(jì)算與量子模擬》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、基于光與冷原子的量子操縱：可拓展的量子通信、量子計(jì)算與量子模擬潘建偉中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)合肥微尺度物質(zhì)科學(xué)國家實(shí)驗(yàn)室2011年6月19日疊加態(tài)量子構(gòu)成物質(zhì)的最基本單元能量的最基本攜帶者不可分割光子原子分子量子力學(xué)測(cè)不準(zhǔn)原理量子比特經(jīng)典比特01光子極化＋量子不可克隆定理量子與量子疊加＋“遙遠(yuǎn)地點(diǎn)之間的詭異互動(dòng)”——愛因斯坦量子糾纏兩光子極化糾纏態(tài)量子糾纏利用量子糾纏研究量子力學(xué)非定域性檢驗(yàn)、量子通信、量子計(jì)算、量子模擬和精密測(cè)量…單粒子方案Bennett&Brassard(1984)糾纏態(tài)方案Ekert,PRL67,661(1991)一次一密，完全隨機(jī)絕對(duì)安

2、全量子不可分割量子不可克隆定理量子通信：量子密鑰分發(fā)初態(tài)糾纏源糾纏對(duì)經(jīng)典通信初態(tài)糾纏對(duì)Bennettetal.,PRL70,1895(1993)量子通信：量子隱形傳態(tài)Zukowskietal.,PRL71,4287(1993)如何在草堆中找到一根針？經(jīng)典搜尋：步量子搜尋：步可破譯DES密碼：使得利用經(jīng)典THz計(jì)算機(jī)分解300位的大數(shù)，需1024步，150000年利用Shor算法THz計(jì)算機(jī)，只需1010步，1秒！這意味著RSA將不再安全！量子并行性使得量子計(jì)算機(jī)可以同時(shí)對(duì)2N個(gè)數(shù)進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，其效果相當(dāng)于經(jīng)典計(jì)算機(jī)重復(fù)實(shí)施2N次操作量子并行性0或100

3、，01，10或11000，001，010……...0+100+01+10+11000+001+010+……...經(jīng)典比特量子比特Shor算法P.W.ShorGrover搜尋算法L.K.Grover1000年4分鐘！256個(gè)數(shù)中搜尋密鑰量子計(jì)算一個(gè)由N個(gè)二能級(jí)系統(tǒng)組成的量子系統(tǒng)由一個(gè)2N維希耳伯特空間描述——若要用經(jīng)典計(jì)算機(jī)來模擬其演化，需要內(nèi)存大小為2N，且需要計(jì)算2N×2N維矩陣元的系數(shù)！無法進(jìn)行有效模擬！費(fèi)曼普適的量子模擬器可以設(shè)計(jì)由N個(gè)量子比特構(gòu)成的程序化量子裝置，來模擬量子系統(tǒng)的狀態(tài)及其演化利用超冷等離子體模擬慣性約束聚變利用超冷原子模擬凝聚態(tài)

4、物理探索二維體系相變過程研究（分?jǐn)?shù)）量子霍爾效應(yīng)模擬高溫超導(dǎo)可控的量子化學(xué)過程……量子模擬精密測(cè)量V.S.誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)理論Wang,PRL94,230503(2005)Loetal.,PRL94,230504(2005)光纖誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)超過100公里Rosenbergetal.,PRL98,010503(2007)(Los-Alamos國家實(shí)驗(yàn)室-NIST聯(lián)合實(shí)驗(yàn)組)Pengetal.,PRL98,010505(2007)光纖誘騙態(tài)量子密鑰分發(fā)達(dá)到200公里L(fēng)iuetal.,Opt.Express18,8587(2010)實(shí)用化光纖量子密鑰

5、分發(fā)實(shí)用化城域量子通信網(wǎng)絡(luò)歐洲SECOQC網(wǎng)絡(luò)Peevetal.,NewJ.Phys.11,075001(2009)日本TokyoQKD網(wǎng)絡(luò)合肥全通型城域量子通信網(wǎng)絡(luò)Chenetal.,Opt.Express17,6540(2009)Chenetal.,Opt.Express18,27217(2010)蕪湖量子政務(wù)網(wǎng)Xuetal.,ChinSciBull54,2991(2009)Wangetal.,Opt.Lett.35,2454(2010)量子隱形傳態(tài)光子比特的隱形傳態(tài)（最遠(yuǎn)距離～600米）Bouwmeesteretal.,Nature390,575

6、(1997)Marcikicetal.,Nature421,509(2003)Panetal.Nature421,721(2003)Ursinetal.,Nature430,849(2004)終端開放的量子隱形傳態(tài)Zhaoetal.,Nature430,55(2004)復(fù)合系統(tǒng)量子隱形傳態(tài)Zhangetal.,NaturePhysics2,678(2006)光量子計(jì)算線性光學(xué)量子計(jì)算（理論）Knilletal.,Nature409,46(2001)Shor量子算法的光學(xué)實(shí)現(xiàn)：15=?×?Luetal.,PRL99,250504(2007)基于簇態(tài)的單向

7、量子計(jì)算（理論）Raussendorfetal.,PRL86,5188(2001)Nielsen,PRL93,040503(2004)Browneetal.,PRL95,010501(2005)6光子簇態(tài)的制備Luetal.,NaturePhysics3,91(2007)用簇態(tài)和非簇態(tài)實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算Chenetal.,PRL99,120503(2007)Gaoetal.,NaturePhotonics5,117(2011)8光子糾纏態(tài)的制備Yaoetal.,submitted(2011)光量子模擬用多光子圖態(tài)證實(shí)任意子服從分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)Hanetal.,PRL

8、98,150404(2007)（理論）Luetal.,PRL102,030502(2009)（