完善自旋系统理论　推进量子科学进展 ——北京计算科学研究中心赵楠研究员团队成果

2019-01-05

在国家973计划项目“自旋及其复合系统的量子操纵与相干集成研究”的支持下，北京计算科学研究中心赵楠研究员团队选择自旋相关的重要科学问题，结合国际国内前沿研究动态，依据团队自身研究特色开展研究，系统地总结、发展并完善了自旋系统的量子退相干理论。构建自旋量子比特在复杂相互作用环境下相干演化的量子理论、发展了有效的自旋退相干计算方法。通过对固态色心体系、半导体量子点体系等具有代表性的典型物理系统深入研究，理论预言了若干新奇的物理现象，为实验提供了一定的研究依据。在自旋量子比特的精确操纵及核磁共振实验方面，完成了三氧化二铝、砷化镓、金刚烷、硝酸钠等一系列固体核磁共振样品的制备，通过相关实验参数和退相干信息的测试与研究，设计并实际测试了不同类型的抑制环境诱导退相干的方法。此外，在自旋量子比特的相干集成方面，针对自旋量子比特可扩展性课题，在三维微波谐振腔与固体自旋波量子强耦合系统中观测到克尔效应（Kerr效应），建立了完整的理论模型与处理方法。