离子阱体系中基于磁场梯度的量子计算与一维狄拉克粒子的量子模拟

  本文关键词：微型表面电极离子阱中囚禁离子的操控以及非线性动力学研究，由笔耕文化传播整理发布。

《中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)》 2016年

离子阱体系中基于磁场梯度的量子计算与一维狄拉克粒子的量子模拟

王坤玲  

【摘要】：量子计算和量子模拟有很大的应用前景和科研潜力,人们在这方面已经投入了许多研究并做出了许多卓越的工作。离子阱体系由于其易于单比特操作、与外界环境相干小、比特间信息易于交换等特点,而受到了人们的关注。本文基于离子阱体系,提出了梯度磁场下量子计算的有效方案,并基于离子阱模拟狄拉克方程,研究了其中存在的宇称问题。具体内容如下：●在强磁场、大磁场梯度的情况下,讨论了离子阱体系高场近似下使用原子核自旋与电子自旋两个自由度处理和储存信息,用离子间J耦合进行两比特操作的实验方案,并对其保真度进行了计算,并且提出极化不活跃离子的方法抑制不需要的离子间J耦合,大大简化了实验方案。我们还对这一方案的实验可行性进行了分析。●介绍了用囚禁离子模拟狄拉克方程及观测Zitterbewegung现象的方法,对宇称算符在其中的作用进行了讨论,指出Zitterbewegung现象的出现不仅与正负能态叠加有关,还与正负宇称叠加有关。我们对Fock态空间宇称算符的空间反演作用进行了讨论。尽管真实的相对论电子的Zitterbewegung现象用现有的技术难以观测到,但宇称相关的Zitterbewegung现象在目前离子阱精确态制备的技术条件下可以被观测。

【关键词】：
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O413
【目录】：

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