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Lentilles photoniques quantique

  • INTRODUCTION

M.Jack Zhang (Ph.D.) a mis l'accent sur l'informatique quantique et le réseau quantique par le système de l'ion piégé et de la technologie connexe de photonique quantique, pour atteindre l'objectif d'établir l'ordinateur quantique distribué sur une échelle à long terme.


La recherche sur le réseau Quantum piégé et les réalisations


Le système de piégeage d'ions est une combinaison de champs électriques ou magnétiques utilisés pour capturer des particules chargées. Nous avons développé avec succès deux systèmes d'ions Yb + piégés (piège à aiguilles et piège Paul) respectivement pour la recherche mono et multi-ions. Le système inclut un environnement à vide ultra élevé (inférieur à 1e-12torr) pour isoler l'ion d'un seul atome chargé de l'environnement externe. Par quatre lasers à longueurs d'onde différentes et les systèmes optiques, l'information quantique peut être stockée et calculée avec l'ion atomique. L'objectif microscopique avec NA ~ 0.4 est conçu pour collecter et déterminer l'état quantique avec l'efficacité totale de 1.1% (prendre en compte ce détecteur de sondage 30% d'efficacité et l'efficacité de transmission à 90%). En variante, avec une lentille d'objectif à ouverture numérique plus élevée, aboutissant à une meilleure efficacité collective déterministe, une plus grande fidélité de lecture de l'information quantique est obtenue. Le temps de cohérence des ions du T1 testé est de 77ms, le système étant amélioré, Jack et Hyperion Optics ont développé ensemble un objectif micro-objectif NA0.7. Il ne s'agit pas seulement d'augmenter l'efficacité collective des photons, mais aussi de mettre en œuvre l'adressage ionique unique dans la chaîne multi-ionique.




Ion-ion doit être enchevêtré pour obtenir un réseau quantique déterministe. M.Jack Zhang a développé une technologie de cavité FP révolutionnaire à base de fibres qui vise à augmenter remarquablement l'efficacité de collecte de photons (recueillie dans la fibre) jusqu'à 60% à 369 nm de longueur d'onde (soumis à la lettre de Physique Applied). , l'efficacité de collecte extraordinaire assure un taux significatif d'enchevêtrement d'ions (le groupe Chris Monroe atteint seulement 10% d'efficacité de collecte de lentille et l'efficacité de couplage de fibre est seulement de 0,14, Phys Phys 11, 37 (2015)). Un couplage fort entre la cavité et l'ion peut être accompli, il constituera une base significative pour servir à créer un accès précieux pour un large éventail de recherches en physique.


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M.Jack Zhang a développé avec succès une méthode fiable de fabrication d'électrodes à aiguille pour étudier la relation entre la rugosité de surface et le taux de chauffage des ions. Cette méthode peut facilement fabriquer les électrodes d'aiguille avec une rugosité de surface désirante, et elle accorde un brevet délivré # ZL201410379919.6


Pour la recherche en physique, une simulation quantique est réalisée en utilisant le piège à ions (arXiv 1505.05734) qui applique le mécanisme de Kibble-Zurek au modèle d'Ising quantique.


Réalisations photoniques quantique


Pour approcher un ordinateur quantique à grande échelle, nous avons besoin d'emmêler un grand nombre de qubits. Le photon est un support d'information idéal pour emmêler les qubits éloignés, par exemple les points quantiques NV centre ou ions et photons etc. Le groupe de Mr.Jack Zhang a développé le système de photons, et son équipe est le premier groupe qui génère huit photons intriqués état GHZ dans le monde (Commission nationale 2, 546 (2011)). Cette source emmêlée de photons est extrêmement brillante (OL 33 (9) 968 (2008), PRL 115, 260402 (2015)).


Adoptant la technologie des photons enchevêtrés, et considérant le photon comme un transporteur d'enchevêtrement, M.Jack Zhang s'attendrait à ce que l'ion puisse être emmêlé de la même manière que les photos sous peu.




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