安钧鸿

安钧鸿，兰州大学物理学院副教授，理论物理、凝聚态物理专业硕士生导师。

于2005年在兰州大学获得博士学位，2005年7月兰州大学萃英计划引进人才。

1996.9-2000.7兰州大学现代物理系本科。

2000.9-2005.7兰州大学物理科学与技术学院博士。

2005.7-今兰州大学物理科学与技术学院副教授（注：06.3-09.7在核学院工作）。

2006.4-2007.8台湾成功大学量子资讯研究中心博士后。

2007.10-2008.8新加坡国立大学量子技术研究中心ResearchFellow。

2009.9-2010.9新加坡国立大学物理系ResearchFellow。

量子信息与量子光学。

一。量子信息中的物理问题：

1.开放量子系统退相干的非平衡动力学研究；

2.机械振子的冷却动力学机制及其在量子信息中的应用研究。

二。量子网络研究：

级联量子体系(CascadeQuantumSystem)的输入-输出过程及其在量子网络实现中的应用。

1.

级联量子体系(CascadeQuantumSystem)的输入-输出过程及其在量子网络实现中的应用。

科研项目

1.项目名称：量子信息处理中纠缠度量与退相干问题的研究；

经费来源：兰州大学理论物理与数学纯科学基金项目；

承担年限：2006.1–2008.12；

项目编号：Lzu05002（经费2.8万元）

2.项目名称：量子信息处理中退相干效应及其控制研究；

经费来源：国家自然科学基金面上（青年）项目

承担年限：2007.1–2009.12；

项目编号：10604025（经费25万元）

3.项目名称：强关联系统的量子光学模拟及其在量子计算中的应用研究

经费来源：甘肃省自然科学基金项目

承担年限：2009.1-2011.12；

项目编号：0803RJZA095（经费2万元）

研究工作

量子信息由量子计算机和量子通讯两大部分组成。

量子计算机：

缘起：随着计算机速度的不断提高以及体积的不断减小，现代计算机日益接近其微观极限，这意味着其“赖以生存”的经典数字逻辑将不再适用，量子力学将产生支配。能否以微观体系作为信息载体，以量子力学原理为逻辑运算规则建立新一代的计算机是量子计算机研究的主要出发点。

优势：量子计算机是在受控的方式下，利用量子相干性通过对量子态的操控来实现信息处理的物理装置。其典型优势在于其是天然的并行计算机，这完全归功于量子力学基本原理-态叠加原理。该优势决定了量子计算机可以完成经典计算不可能完成的任务（Missionofimpossible），如大数因子分解。而在经典计算机中大数因子不可分解这一条“金科玉律”恰是现行公共保密通讯中密钥分配的理论基础，因此也就意味着现行保密通讯在量子计算机面前几乎无密可保。

实现：以微观双态体系的量子态为量子位来承载信息，以量子力学态演化为规则来处理信息的量子计算机离实现还要走很长的路（因此才有我们用武之地），其困难之一就是很难长时间保证微观体系量子态的量子相干性。微观世界不可避免的受到其背景环境的影响会使得它的量子相干性发生丧失，这就叫退相干（Decoherence），退相干是量子计算机实现的主要障碍。

如何认识以及如何控制退相干是量子信息研究的一大主要问题（我们就是做这个的哦！）。另一方面，退相干问题的研究也极大的丰富了量子理论本身。如经典-量子边界（Boundary）和量子测量塌缩问题（Bohr和Einstein争论的核心：Schrodinger猫佯谬）在传统量子力学（Copenhageninterpretation）中并没有给出令人信服的解释，这些问题本质上都是围绕着退相干问题的。近年来，随着退相干问题研究的不断深入，人们提出了多世界解释（Many-worldsinterpretation）和量子达尔文演化主义（QuantumDarwinism）都极大的丰富了量子理论。

量子通讯：

为了拯救量子计算机的实现对现行保密通讯带来的“灾难”，人们提出了基于量子力学原理的密钥分配方案，其绝对的安全性是由量子力学态的几率性来保证的（密钥一旦中途被人窃听，接收者马上就能感知）。但是如果存在退相干，该绝对安全性将荡然无存。因此退相干问题同样也是量子通讯实现的主要障碍。但是得益于现代光纤通讯的先进技术，至今量子密钥分配已几近商用化。

2021年8月，兰州大学物理科学与技术学院教授安钧鸿课题组基于量子辐射体与一维矩形金属波导管的耦合体系，提出了一种既不诉诸辐射体间相干耦合又无需对辐射体激光驱动的自旋压缩制备方案。相关研究成果发表于《物理评论快报》。^[1]

19.YeYeo,Jun-HongAn,andC.H.Oh,Non-Markovianeffectsonquantum-communicationprotocols,Phys.Rev.A82,032340(2010).

18.Huai-QiangGuandJun-HongAn,ModulationstabilizationofBlochoscillationsoftwo-componentBose–Einsteincondensatesinopticallattices,J.Phys.B:At.Mol.Opt.Phys.43,205308(2010).

17.Juan-JuanChenandJun-HongAn,QuantumteleportationviaphotonicFaradayrotation,InternationalJournalofQuantumInformation8,787(2010).

16.Qing-JunTong,Jun-HongAn,Hong-GangLuo,andC.H.Oh,Decoherencesuppressionofadissipativequbitbythenon-Markovianeffect,J.Phys.B:At.Mol.Opt.Phys.43,155501(2010).

15.Qing-JunTong,Jun-HongAn,Hong-GangLuo,andC.H.Oh,Mechanismofentanglementpreservation,Phys.Rev.A81,052330(2010).

14.Juan-JuanChen,Jun-HongAn,MangFeng,andGeLiu,TeleportationofanarbitrarymultipartitestateviaphotonicFaradayrotation,J.Phys.B:At.Mol.Opt.Phys.43,095505(2010).

13.Juan-JuanChen,Jun-HongAn,Qing-JunTong,Hong-GangLuo,andC.H.Oh,Non-Markovianeffectonthegeometricphaseofadissipativequbit,Phys.Rev.A81,022120(2010).

12.Jun-HongAn,YeYeo,C.H.Oh,Exactdecoherencedynamicsofasingle-modeopticalfield,AnnalsofPhysics324,1737(2009).

11.Jun-HongAn,M.Feng,C.H.Oh,Quantuminformationprocessingwithasinglephotonbyinput-outputprocessregardinglow-Qcavities,Phys.Rev.A79,032303(2009).

10.Jun-HongAn,YeYeo,Wei-MinZhang,C.H.Oh,Entanglementoscillationandsurvivalinducedbynon-Markoviandecoherencedynamicsofentangledsqueezed-state,J.Phys.A:Math.Theor.42(2009)015302.

9.Jun-HongAn,MangFeng,Wei-MinZhang,Non-Markoviandecoherencedynamicsofentangledcoherentstates,QuantumInformation&Computation9,0317(2009).

8.Jun-HongAn,Wei-MinZhang,Non-Markovianentanglementdynamicsofnoisycontinuous-variablequantumchannels,Phys.Rev.A76,042127(2007).

7.MangFeng,Jun-HongAn,andWei-MinZhang,Generationofentangledphotonpairsbysemiconductorquantumdotsinastructureofquantumcellularautomata,J.Phys.:Condens.Matter.19,326215(2007).

6.Jun-HongAn,Shun-JinWang,andHong-GangLuo,Entanglementdynamicsoftwoqubitsinacommonenvironment,PhysicaA382,753(2007).

5.Jun-HongAn,Shun-JinWang,andHong-GangLuo,Constraintdynamicsandtrackingcontroltothecoherenceofasingledissipativequbit,Chin.Phys.Lett.22,3009(2005).

4.Jun-HongAn,Shun-JinWang,andHong-GangLuo,Entanglementproductionanddecoherence-freesubspaceoftwosingle-modecavitiesembeddedinacommonenvironment,J.Phys.A:Math.Gen38,3579(2005).

3.Jun-HongAn,Shun-JinWang,Hong-GangLuo,andCheng-LongJia,Atwo-levelatomcoupledtoacontrollablesqueezedvacuumfieldreservoir,J.Opt.B:QuantumSemiclass.Opt.6,510(2004).

2.Jun-HongAn,Shun-JinWang,Hong-GangLuo,andCheng-LongJia,Productionofsqueezedstateofsinglemodecavityfieldbythecouplingofsqueezedvacuumfieldreservoirinnonautonomouscase,Chin.Phys.Lett.21,1(2004).

1.Shun-JinWang,Jun-HongAn,Hong-GangLuo,andCheng-LongJia,Dynamicalsymmetryandanalyticalsolutionsofthenon-autonomousmasterequationofthedissipativetwo-levelsystem:decoherenceofthequantumregister,J.Phys.A:Math.Gen.36,829(2003).

研究成果

取得的代表性科研成果总结如下：

1.Non-Markovian退相干动力学理论：建立了光场组成的量子通道受到环境影响的精确退相干描述理论；系统的研究了Non-Markovian效应对相关量子信息处理的影响；提出了Non-Markovian效应可以诱导剩余纠缠的论断。

2.退相干控制：提出了“约束动力学”(Constraintdynamics)的退相干控制方案，通过约束条件所确定的控制场的引入，单量子位的量子相干性可以在有限时间内得到保持，退相干的效果可以得到抑制。

3.量子网络：基于腔-QED体系中单光子输入-输出过程中的光子极化方向的Faraday旋转，实现了有效的量子通道建立与纠缠转化实现策略；并提出了任意多量子位的隐形传态(Teleportation)实现方案，为量子网络提供了基础。

4.量子点中纠缠生成机制：在量子点体系中，提出了利用电子电荷间库伦相互作用来实现电子自旋之间量子关联（纠缠）的产生机制，从而实现了不诉诸于自旋-自旋相互作用的自旋耦合机制。通过量子点激子的复合该方案可以进一步用来产生纠缠光子对。

5.代数动力学在非自治开放量子系统中的应用：通过相关李群左、右复合代数的引入将非自治主方程的解法纳入到代数动力学的应用范围，成功的研究了量子信息中常见的开放量子体系的动力学行为。

研究组成员

研究中心合作者：罗洪刚（教授），房铁峰（副教授）。

研究课题小组成员：童庆军（研三），陈娟娟（研三），王飞鹏（研一）。