11月15日基本物理沙龙报告《量子信息技术前沿进展》 [2012-11-12]

报告题目：量子信息技术前沿进展

报告人：潘建伟 院士（中国科学技术大学近代物理系）

报告时间：11月15日 (周四) 晚7:00

报告地点：物理学院二楼报告厅

报告摘要：结合量子调控和信息技术而产生的量子信息科学和技术，可在确保信息安全（量子通信）、提高运算速度（量子计算）、揭示复杂物理系统的规律（量子模拟）、提升测量精度（量子度量学）等方面突破经典信息技术的极限。本报告将回顾近年来在量子通信、量子计算、量子模拟以及量子度量学方面取得的进展，并展望未来实现可扩展的量子信息处理的发展趋势。
利用成熟的光纤技术和丰富的光纤资源，目前的量子通信技术以可以实现城域范围内的实用化，世界各国也已建设了多个量子通信网络，并且有了初步的应用；利用多光子纠缠操纵，在基于线性光学的量子计算、量子模拟、量子度量学方面也有诸多进展。然而，要实现可扩展的量子信息处理仍十分困难。这是由于，光纤的固有损耗以及光与环境的耦合导致的量子纠缠品质下降使得光纤量子通信的距离严重受限；同时，概率性单光子源以及纠缠光子源也使得量子信息处理升级的成本随规模扩大成指数增长。量子中继是克服这些困难的有效途径之一。量子中继结合量子纠缠纯化以解决消相干造成的纠缠品质下降、量子纠缠交换以克服光子数损耗、量子存储以解决概率性事件带来的资源指数消耗，可以实现广域的量子通信、规模化的量子计算和量子模拟。同时，利用卫星对自由空间光量子传输进行中转，是实现远距离量子通信的另一有效途径。另一方面，通过对冷原子的量子调控，结合光晶格技术和Feshbach共振技术等，在冷原子系统中实现可扩展的量子计算和量子模拟是未来非常重要的发展方向。

该研究方向存在的主要问题：

1.光纤的固有损耗以及光与环境的耦合导致的量子纠缠品质下降使得光纤量子通信的距离严重受限
2.概率性事件使得量子信息处理升级的成本随规模扩大成指数增长

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