物理学院张国锋教授团队于《Physical Review Letters》发表研究成果

作者: 时间:2018-12-03 点击数:

 

连续变量量子信息在近年来得到了广泛的关注和快速的发展。在连续变量量子信息中,信息由系统中的连续变量表示,如量子谐振子的动量和坐标。这一特点使得它在量子通信和量子相关技术,如制备、操纵、传感、探测等方面都能够有效实现。另外在原子或固态体系中,可以实现基于连续变量的量子计算。因此,连续变量量子信息具有非常好的发展前景。由于连续变量系统往往可以通过高斯过程来很好的描述,高斯型连续变量量子信息起着首要而且关键的作用。

 

由于环境的影响,一般情况下量子系统中会不可避免地出现耗散以及退相干。这些过程会严重地破坏系统中的量子资源,如在量子信息技术中起重要作用的量子纠缠和量子关联。因此,如何在量子系统中克服环境噪音以及保护量子资源是量子信息中的关键问题。

最近,我校物理学院博士生朱汉杰在张国锋教授的指导下,与中国科学院物理研究所刘伍明研究员和中山大学物理学院庄琳教授开展合作,通过对处于带隙环境中的高斯型连续变量系统的研究(图1),发现由于带隙环境的影响,系统会普遍地出现反常的无耗散行为(图2)。他们通过理论研究发现,系统的无耗散行为是由于由带隙环境诱导的局域模式导致的(图3),而这种局域模式在环境噪音下保持稳定。通过调节环境诱导出局域模式,环境噪音对系统的影响可以得到很好的抑制。以上结论对一般的高斯型连续变量方案适用,从而为保护连续变量系统中的量子资源提出了新的思路。另外,这一工作也给多体开放系统中的非马尔可夫性的理解提供了新的线索。

相关工作于28日发表在《物理评论快报》上,博士生朱汉杰和张国锋为共同一作,张国锋为通讯作者。

文章链接:https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.220403

这项工作得到国家自然科学基金面上项目、重大仪器专项、科技部重点研发、中科院先导项目等基金的大力支持。

图1.一般的高斯型连续变量开放系统

 

图2.系统中的无耗散行为(坐标的平均值随时间的演化)

 

图3. (a)具有带隙结构的环境谱;(b)系统中的局域模式分布

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