Конечномерные модели квантовой электродинамикиНИР

Finite-dimensional models of quantum electrodynamics

Соисполнители НИР

МГУ имени М.В.Ломоносова Координатор

Источник финансирования НИР

грант РФФИ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 февраля 2018 г.-31 декабря 2018 г. Конечномерные модели квантовой электродинамики
Результаты этапа: Получено полное описание структуры темных состояний двух-уровневых атомов в оптической полости. Получено описание термической стабилизации темных ансамблей в полости, погруженной в фотонный резервуар. Найден класс задач в области распределенных вычислений, для которых использование одностороннего контроля в виде ЭПР- бифотонных пар дает выигрыш в качестве результата по сравнению с классическим управлением. Построена схема реализации гейта coCSign на оптических полостях в модели JCH с приближением вращающейся волны.
2 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. Конечномерные модели квантовой электродинамики
Результаты этапа: Предложен метод получения темных состояний ансамблей многоуровневых атомов с помощью отбора, основанного на статистическом определении времени задержки детектирования вылетевших из полости фотонов. Проведены численные эксперименты, моделирующие этот вид отбора для 2 и 3 уровневых атомов. С помощью суперкомпьютерного моделирования подтверждена гипотеза об общем явном виде темного подпространства как линейных комбинаций антисимметричных базисных состояний многоуровневых атомов.
3 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. Конечномерные модели квантовой электродинамики
Результаты этапа: Построены математические модели, программный комплекс и проведено компьютерное моделирование динамики многоатомных ансамблей в системах оптических полостей со слабым взаимодействием с полем, допускающим приближение вращающейся волны. Получены следующие результаты: 1. Построена схема реализации запутывающего двух-кубитового гейта coCSign на асинхронных атомных возбуждениях с одной дополнительной полостью. Проведена грубая оценка влияния декогерентности на качество гейта. Показана возможность построения квантового процессора из 7-10 кубитов на предложенной схеме. 2. Вычислена размерность темного подпространства ансамблей одинаковых d- уровневых атомов для d=2,3. Предложена схема получения темных состояний, основанная на оптическом отборе. Предложен метод безопасного доступа, основанный на темных состояниях ансамблей двухуровневых атомов. Полностью описана структура темного подпространства для d=2; для этого разработан специальный метод квантования амплитуды, применимый к широкому классу процессов с двухуровневыми атомами. 3. Предложена модификация конечномерных моделей КЭД, включающая перемещение атомов и электронов; найдено обобщение темных состояний, устойчивых к декогерентности в таких моделях. 4. Построен программный комплекс для численного решения квантового основного уравнения для однородных атомных ансамблей в системе оптических полостей. С помощью этих программ проведены численные эксперименты на суперкомпьютере Ломоносов-2 и установлены типы термической стабилизации для d=2: темные состояния для суперпозиций состояний с одинаковой энергией и аттракторы для суперпозиций с разной энергией. Численно найдена размерность темного подпространства для системы из 30 атомов при d=3. Программы написаны на языке Python и Mathematica. 5. Обнаружение влияния эффекта квантового бутылочного горлышка на динамику состояний одномодового и двухмодового поля и однородных ансамблей атомов с 2 и 3 уровнями в присутствии термической декогеренции. Установлена связь данного эффекта с другим эффектом - DAT (dephasing assisted transport), играющим важную роль в бактериальных клетках - в FMO- свето-собирательном комплексе. 6. Найден способ улучшения качества одностороннего управления распределенными вычислениями с помощью бифотонного управления.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".