核磁共振中的量子控制

近年来,随着量子信息科学的发展,对由量子力学原理描述的微观世界的主动调控已成为重要的前沿研究领域.为构造实际的量子信息处理器,一个关键的挑战是:如何对处于噪声环境下的量子体系实现一系列高精度的任意操作,以完成目标量子信息处理任务.为此,人们将经典系统控制论的思想方法延伸到量子体系的领域,提出了大量的量子控制方法以及相关的数值技术(如量子优化控制、量子反馈控制等),并取得了丰富的研究成果.核磁共振自旋体系具备成熟的系统理论和操控技术,为量子控制方法的实用性研究提供了优秀的实验测试平台.因此,基于核磁共振的量子控制成为量子控制领域的重要方向.本文简要介绍了量子控制的基本概念和方法;从系统控制论的角度对核磁共振自旋体系的基本原理和重要控制任务做了阐述;介绍了近些年来在该领域发展的相关控制方法及其应用;对基于核磁共振体系的量子控制的进一步的研究做了几点展望.

旋转单晶体系下的量子门的实现（英文）

在魔角旋转的固体核磁共振体系中,实现了量子逻辑门.首先,利用魔角旋转去除掉样品中核间的耦合.然后,利用特殊的恢复耦合序列或者条件恢复实现量子门需要的耦合.此方法相比液体中实现量子门有较简单的序列,因为其不需要复杂的去耦序列,另外构成量子门的序列的时间也较短.最后,模拟了一系列量子门,模拟结果与理论预期一样.

超导量子电路材料

超导量子电路由超导的电容、电感、约瑟夫森结、传输线构成,在超低温下表现出宏观量子效应.由于超导体自身的耗散极低,超导量子电路的一个重要应用研究方向是具有长相干时间的超导量子比特.超导量子电路沿用了传统集成电路的微纳米制造工艺,包含多个超导量子比特的芯片也能进行规模化加工和封装.但是,在超导量子电路的结构设计、材料制备、芯片制造、工作环境等各个环节都会引入耗散通道,限制了超导量子比特的相干性.从微观机理上分析,这其中大部分通道都与量子电路材料及表界面相关,因此从材料和工艺出发,全方位探索高质量超导量子电路的制备是进一步推进其应用的必然趋势.