Blatt 是精密光谱学、量子计量学和量子信息处理领域的专家。他的研究对象是被捕获在离子阱中的原子,并用激光束对其进行操纵。这项工作基于与理论家 Ignacio Cirac 和 Peter Zoller 的合作以及他们在 20 世纪 90 年代中期提出的建议。2003 年,Blatt 的团队首次实现了 Cirac-Zoller 提出的纠缠操作;2004 年,Blatt 的工作组首次成功将一个原子的量子信息以完全受控的方式转移到另一个原子上(隐形传态)。科学杂志《自然》报道了这项实验,并将其放在封面上。两年后,Rainer Blatt 的工作组已经成功以受控方式纠缠了多达 8 个原子。第一个“量子字节”(qubyte)的创建使我们在迈向量子计算机的道路上又迈出了一步。 2011 年,该团队成功将这一记录提高到 14 个纠缠原子,自 2018 年以来,他们经常使用 20 个完全受控的离子量子比特进行工作。自 2011 年以来,Blatt 的团队朝着成功进行量子纠错迈出了重要一步,并成功地用七个物理量子比特编码了一个逻辑量子比特。从那时起,该团队还实现了一个通用量子模拟器,进行了开放系统量子模拟,并首次展示了格点规范理论的量子模拟。目前,Blatt 的团队经常使用两台量子计算机,致力于实现可扩展的量子计算和量子模拟。他还以支持年轻科学家而闻名。他的几位助手获得了著名奖项,并被任命为国外大学的教授。
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爱德华·博尔顿少将,美国空军(退役)、卫星工程与地球物理研究所、前联邦航空管理局副局长 约瑟夫·德皮特上尉,前航空公司飞行员协会会长 卡丽娜·德雷斯女士,商业航天咨询委员会主席、商业航天联合会会长 马特·邓恩先生,太空探索技术公司全球政府事务高级总监 约翰·埃尔本先生,联合发射联盟首席运营官 迈克·弗伦奇先生,商业航天咨询委员会副主席、航空航天工业协会空间系统副总裁 托尼·弗雷戈先生,Spaceflight公司任务管理副总裁 莫里巴·贾博士,德克萨斯大学奥斯汀分校航空航天工程和工程力学副教授 特蕾西·琼斯女士,卫星工业协会控股有限责任公司政策高级总监 戴尔·凯查姆先生,Space Florida政府和对外关系副总裁 凯特·克朗米勒女士,Jacobs政府关系副总裁 特德·默瑟少将,美国空军(退役),弗吉尼亚商业航天飞行局首席执行官兼执行董事 梅根女士Mitchell,蓝色起源政府关系副总裁 Mike Moses 先生,维珍银河太空任务和安全总裁 George Nield 博士,商业空间技术总裁 Melanie Preisser 女士,约克空间系统国家系统副总裁 Caryn Schenewerk 女士,Relativity Space 监管和政府事务副总裁 Amanda Simpson 女士,空中客车研究和技术副总裁 Ganesh Sitaraman 先生,范德堡大学纽约校友法学校长讲席教授 Jay Skylus 先生,Aevum, Inc 首席执行官 Janice Starzyk 女士,乔治华盛顿大学兼职教授 Melanie Stricklan 女士,Slingshot Aerospace 联合创始人兼首席执行官 Jolie Zoller 女士,亚马逊 Kuiper 项目全球监管事务主管 Ann Zulkosky 女士,洛克希德马丁商业民用空间副总裁
创建比常规方法效果更好的量子算法(例如大整数分解)使量子计算成为现代物理学的重点。在物理构建量子计算的各种方法中,Cirac 和 Zoller [ 1 ] 提出的离子阱方法尤为有前景。离子阱的有效性已通过大量实验得到证明,证实了其在实际量子计算中的潜力。离子阱是一种利用电场和/或磁场将带电粒子(离子)限制在特定空间区域的装置。这种限制允许对离子进行操纵和分析。事实上,精确控制单个离子的能力可以实现精确的量子操作,而捕获离子的长相干时间可确保复杂计算期间的稳定性 [ 2 ]。离子阱系统的可扩展性进一步使得构建更大的量子系统成为可能,高保真量子门可最大程度地减少操作错误。此外,离子阱有助于产生纠缠态,这对于量子通信和分布式计算至关重要。在这种情况下,离子阱中的势通常用谐振子来近似,这为分析离子的运动和相互作用提供了一个完善的框架,这对于实现量子门和其他必要的操作至关重要 [3]。阱内离子之间的相互作用(包括光学或电磁谐振器中的离子)可以建模为耦合的谐振子,这对于控制量子态和执行纠缠等量子操作至关重要。这些相互作用可以进入各种耦合状态——弱、强和超强——每一种耦合状态都在提高量子计算机的性能和可扩展性方面发挥着关键作用 [4,5]。在量子计算领域,特别是在囚禁离子系统的哈密顿动力学框架内,对各种量子度量的细致理解至关重要。例如,纠缠熵测量子系统之间的量子相关性,指示共享的信息量。这对于量子算法和协议(如纠错和加密)非常重要。另一个指标是计算复杂度,它评估量子计算所需的资源,包括量子比特的数量和量子电路的深度。这反映了量子操作的难度和算法的效率。高纠缠熵通常会导致计算复杂度增加,因为维持纠缠需要更复杂、更深的电路。另一方面,通过按顺序排列量子门,可以形成高效的量子算法,使量子计算机能够解决超出传统计算机能力的问题 1 。量子门与波函数相互作用的研究很重要;将参考状态 | ψ R ⟩ 转换为目标状态 | ψ T ⟩ 需要应用一个幺正变换 U ,这是通过一系列通用门实现的。优化这些门序列至关重要,因为通往同一目标状态的可能路径是无限的。电路深度,即连续操作的数量,与计算复杂度有关。
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