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物理学院量子物理研究团队张罡在《Physical Review A》上发文阐明了费米子系统的量子断层扫描方法


发布时间:2021-08-05

物理与材料科学学院量子物理研究团队张罡在物理评论快报《Physical Review A》上发表论文“Gate-set tomography of fermionic systems using Majorana-fermion operations”,该论文阐明了费米子系统的量子断层扫描方法。

量子断层扫描技术是一种描述量子算符性质的重要工具,它可以给出量子态、量子过程和量子测量的完整信息。目前的量子断层扫描协议一般都是基于自旋量子比特,而我们则发展了一套在费米子系统中进行量子断层扫描的方法。与自旋系统不同,费米子系统要遵循超选择定则。这对量子断层扫描来说就引入了新的限制,其结果导致无法直接对一个费米子系统进行完整的量子断层扫描,而只能得到其一个子空间中的信息。若想得到整个空间的信息,则至少需要引入一个额外的费米子模式。我们通过这个额外的费米子模式来改变整个系统的奇偶性,从而可以扫描出整个系统的信息。除此之外,我们还给出了在量子计算机中实现此过程的方案并进行了验证。这一发现对量子算符的验证和量子过程的重建有着重要意义。

该工作近期被美国物理学会学术期刊《Physical Review A》接收发表(Phys. Rev. A 103, 032431(2021))。天津师范大学讲师张罡为第一作者,北京工程物理研究院李颖研究员为论文的通讯作者。该成果得到了国家自然科学基金青年科学基金项目(11705127)的资助。

 论文链接:https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.103.032431

 

 



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