中国科大实现麦克斯韦妖式量子算法冷却 - USTC版

本页内容为未名空间相应帖子的节选和存档，一周内的贴子最多显示50字，超过一周显示500字访问原贴

USTC版 - 中国科大实现麦克斯韦妖式量子算法冷却

相关主题
● 中国科大实现世界最高保真度的固态量子存储器	● 潘建伟：与爱因斯坦之谜“纠缠”
● 李传锋研究组成功实现确定性单光子的多模式固态量子存储	● 中国科大研究成果入选国际物理学年度重大进展(ZZ)
● 我校潘建伟教授等的成果入选2004年度国际物理学十大进展	● 我校一成果入选2010年国内十大科技新闻
● 中国科大成果入选国际物理学年度重大进展	● 实现16公里自由空间量子态隐形传输”入选2010年中国十大科技进展新闻
● 中国量子光学先驱：一片反对声中令世界震惊	● [zz]盘点：中科大2009生物类高水平文章
● 中科大郭国平团队刷新半导体量子芯片世界纪录	● 合肥微尺度物质科学国家实验室2011年度研究生特别奖学金申请zt
● 中国科大研制出光学量子模拟器用以研究相变机制	● 细胞命运，系于“跷跷板”？
● [NATURE]2004-Jianwei Pan@USTC	● [牛!!!希望是真的]中科大检测到可能与马航飞机坠海相关海底事件

相关话题的讨论汇总
话题: 量子话题: 冷却话题: 基态话题: 量子态话题: 妖式

进入USTC版参与讨论

(共1页)

s******y
发帖数: 28562

中国科大实现麦克斯韦妖式量子算法冷却
2014-01-23 本成果提供一种新的途径用以量子模拟经典方法难以实现的物理系统和化
学系统的低温性质。另一方面，由于平均能量接近基态能量的量子态与真实基态有很高
的重合度，并可通过量子算法估计的方法以很高的概率来得到量子基态，因此这项工作
还可以用来为普适的量子计算和量子模拟提供初始量子态资源。
中国科学技术大学郭光灿院士领导的中科院量子信息重点实验室李传锋教授研究组
在量子冷却的研究中取得重要进展。研究组与哈佛大学和清华大学的理论组合作提出了
一种新型的麦克斯韦妖式的量子算法冷却，并在光学系统中利用量子模拟技术实验演示
了这种量子冷却方法的工作原理。这项研究成果1月19日在线发表在《自然• 光
子学》杂志上。
现代低温物理学的发展主要得益于有效冷却方法的发展，尤其是激光冷却技术的发
展使人类可以达到十亿分之一度的极低温（nK），从而可以研究一些奇特的量子物理现
象，如玻色-爱因斯坦凝聚等。在这种极低温下，热运动带来的消相干极小，系统能够
处于量子状态，然而要实现量子计算、量子模拟等量子信息过程，通常需要系统初始时
处于能量最低的量子态，即基态，这就需要量子冷却。一般说来，量子冷却的研究目标
就是要降低量子态的平均能量，直至系统处于基态。研究组的理论合作者提出了一种量
子冷却的新方法，通过引入一个辅助量子比特，实现与待冷却系统的控制耦合。通过对
辅助量子比特的测量，实现待冷却系统高能量部分和低能量部分的区分。将高能量部分
剔除后就可以实现系统的量子冷却，这就像一只量子的麦克斯韦妖可以轻而易举地除去
量子态中能量高的部分，因此这种方法被称为麦克斯韦妖式量子算法冷却。
李传锋教授研究组与其合作者利用偏振依赖的干涉装置搭建成冷却模块，其中入射
光子的路径信息作为辅助量子比特，而光子的偏振信息模拟待冷却系统，最后通过对路
径信息的探测后选择即可降低光子偏振态的平均能量。研究组还利用光纤将不同的冷却
模块连接起来从而形成了一个光学冷却网络，通过多次调用冷却模块来实现量子系统的
逐步冷却。研究组在实验上实现并比较了蒸发冷却和循环冷却两种不同的量子冷却策略
，实验结果和理论预言吻合的非常好，保真度达到97.8%以上。
本成果提供一种新的途径用以量子模拟经典方法难以实现的物理系统和化学系统的
低温性质。另一方面，由于平均能量接近基态能量的量子态与真实基态有很高的重合度
，并可通过量子算法估计的方法以很高的概率来得到量子基态，因此这项工作还可以用
来为普适的量子计算和量子模拟提供初始量子态资源。

(共1页)

进入USTC版参与讨论

相关主题
● [牛!!!希望是真的]中科大检测到可能与马航飞机坠海相关海底事件	● 中国量子光学先驱：一片反对声中令世界震惊
● 忆管惟炎教授 /by 方励之	● 中科大郭国平团队刷新半导体量子芯片世界纪录
● 请问当前低温实验能做到多低的电压？	● 中国科大研制出光学量子模拟器用以研究相变机制
● 我校段路明教授喜获美国斯隆研究奖	● [NATURE]2004-Jianwei Pan@USTC
● 中国科大实现世界最高保真度的固态量子存储器	● 潘建伟：与爱因斯坦之谜“纠缠”
● 李传锋研究组成功实现确定性单光子的多模式固态量子存储	● 中国科大研究成果入选国际物理学年度重大进展(ZZ)
● 我校潘建伟教授等的成果入选2004年度国际物理学十大进展	● 我校一成果入选2010年国内十大科技新闻
● 中国科大成果入选国际物理学年度重大进展	● 实现16公里自由空间量子态隐形传输”入选2010年中国十大科技进展新闻

相关话题的讨论汇总
话题: 量子话题: 冷却话题: 基态话题: 量子态话题: 妖式

#	版面	帖数(主题数)
-	全站	4871 (796)
1	Military	3777 (569)
2	Stock	341 (51)
3	Joke	117 (17)
4	History	116 (3)
5	Automobile	100 (9)
6	USANews	55 (9)
7	Midlife	45 (1)
8	Headline	41 (41)
9	Dreamer	33 (13)
10	FleaMarket	32 (20)
11	Living	30 (7)

boards

未名新帖统计// 7月16日

历史上的今天