离子的冷却是进行囚禁离子量子计算必不可少的关键技术,研究并掌握高效的离子冷却技术对于量子计算的物理实现具有重要的理论和现实意义。量子反馈控制的基本思想是利用经典反馈控制理论实现对量子系统的实时调控,通过对量子体系的实时监测和控制使其始终保持在期望的状态上。目前,囚禁离子的反馈冷却研究已有了一些理论和实验成果,但是仍然存在反馈作用机制比较单一,以及单纯反馈冷却无法将离子冷却到运动基态等一些基本问题。本项目的目标是面向囚禁离子量子计算物理实现的实验需求,选择将反馈机制与现有亚Doppler冷却方案紧密结合的研究方式,针对目前反馈冷却方案中存在的问题进行深入的理论研究。探讨通过引入新的反馈作用机制抑制乃至消除现有激光冷却方案中特定缺陷的可行性、方法及条件,寻求利用量子反馈的调节作用构建更为有效的冷却路径的可行性方法,相应成果将进一步促进量子态精密控制和囚禁离子量子计算物理实现的相关研究。
英文主题词quantum computing;trapped ions;laser cooling;feedback cooling;coherent cooling