拓撲量子糾錯的實驗演示及鋰鉀玻色費米雙超流系統(tǒng)的實驗實現(xiàn).pdf

1、本文主要闡述了兩個方面的工作。第一部分主要研究了多光子糾纏系統(tǒng)中實現(xiàn)拓撲量子糾錯。糾纏是量子計算的核心資源。在所有的系統(tǒng)中，線性光學系統(tǒng)由于其操縱簡單，環(huán)境耦合小，退相干時間長等優(yōu)點一直受到研究者的青睞。由于量子系統(tǒng)不可避免的和環(huán)境耦合，退相干效應(yīng)使得量子比特的制備和操作產(chǎn)生錯誤。所以量子計算方案需要考慮容錯性。拓撲量子糾錯利用了簇態(tài)的拓撲性質(zhì)，只需要最近鄰相互作用的糾纏粒子，就可以達到約為1％的容錯閾值，比之前的工作提高了三個數(shù)量級。

2、而簇態(tài)是一種具有高糾纏度的多體量子態(tài)，能夠作為通用資源實現(xiàn)單向量子計算。我們在發(fā)展了高亮度八光子糾纏源的基礎(chǔ)之上，制備了具有拓撲性質(zhì)的簇態(tài)，實驗上成功演示了拓撲量子糾錯。我們制備的八光子拓撲簇態(tài)的糾纏目擊測量期望值為-0.105±0.023，超過了經(jīng)典極限4.5倍標準偏差。利用八光子簇態(tài)，我們實驗演示了拓撲量子糾錯可以完全糾正一個單比特錯誤，而且在所有比特有等概率出現(xiàn)錯誤的情況下，能夠有效的降低錯誤概率。我們的工作為實現(xiàn)大規(guī)模的容錯量子

3、計算翻開了新的篇章。
　　本文的第二部分主要講述了玻色費米超冷原子混合氣體的實驗裝置搭建工作。該套裝置可以將41K-6Li的混合稀薄氣體冷卻至量子簡并。冷卻的過程包括塞曼冷卻器，二維磁光阱，三維磁光阱，UV磁光阱，灰色光學黏團，光泵浦，磁傳輸，光塞磁阱中的蒸發(fā)冷卻和光阱中的蒸發(fā)冷卻，運用了大部分已知的最先進的冷卻技術(shù)。在光塞磁阱中，我們能夠獲得1.4×105個41K原子，溫度為72.4％Tc;和5.5×105個6Li原子，溫度為2