报告题目

分布式模块化的通用囚禁离子量子计算机及其量子网络

报 告 人

罗乐，中山大学物理与天文学院

报告地点

物理楼中楼215

报告时间

2020年10月19日（周一）上午 10:00-11:00

联 系 人

刘运全(62768852)

报告摘要

基于囚禁离子的量子计算机为构建大规模通用量子信息处理器提供了一种最有前景的方法。一方面，囚禁离子量子计算机已经多次保持了量子体积的世界记录，近期有望实现百比特量级同时量子体积超过一千的通用量子计算，从而在量子计算体系的竞争中取得优势地位。另一方面，囚禁离子所自发辐射的光子是建立量子界面，实现分布式量子计算的理想工具。结合囚禁离子和辐射光子的分布式量子计算有可能实现传统超级计算机性能黯然失色的方式存储和处理信息，即百万量级比特的量子信息处理器。在这样的系统中，我们将通过模块化的离子阱芯片存储具有完美量子相干性的囚禁离子比特，并以原子钟精度进行量子测量与控制，建立复杂的量子纠缠和量子逻辑门。同时，囚禁离子中自发辐射光子携带量子信息与网络中其他节点的量子芯片进行连接，扩大离子-光子量子计算网络的规模。原则上，这种混合体系结构将使我们能够通过声子媒介的近程量子逻辑门在单个量子芯片中控制多达100个量子比特，然后通过光子媒介的远程量子逻辑门连接数百个此类芯片的链接，进而把这些芯片扩展到一个通用的分布式量子计算网络中，从而实现百万量级量子比特的分布式量子计算网络。

报告人简介：

中山大学物理与天文学院教授，博士生导师，中山大学百人计划学科带头人，量子信息和测控科研团队负责人，美国印第安纳普渡大学兼职教授。1999年获中山大学物理学学士学位。2002年获北京大学光学硕士学位，期间师从龚旗煌教授从事超快光学研究。2005年和2008年分别获美国杜克大学文学硕士和物理学哲学博士学位，博士期间师从Fritz London讲座教授John Thomas，在国际上领先实现了物质第六态-费米凝聚态。2008年到2011年在马里兰大学和美国国家标准研究院联合量子研究所任博士后和研究科学家，参与美国科学院院士Chris Monroe教授领导的美国DARPA和IARPA囚禁离子量子计算机研发计划，在第一代囚禁离子量子芯片的开发中承担主要工作。2011年后担任美国印第安纳大学-普渡大学印第安纳波利斯分校物理系终身教职系列助理教授，普渡大学博士生导师，组建囚禁原子与离子实验室。2017年加入中山大学，建立量子信息和测控团队，致力于利用囚禁量子系统发展量子模拟、量子计算、量子传感和量子精密测量等前沿技术，研究项目涉及激光冷却和囚禁，冷原子物理，囚禁离子量子计算，原子光子量子网络，量子计算芯片，空腔量子电动力学，第五种力微尺度探测，时空对称性测量等。