学术报告146期：Towards Quantum Optimal Control on Large Systems

主讲人 (Speaker): 

李俊

主讲人单位 (Speaker's Institute): 

南方科技大学量子科学与工程研究院

邀请人 (Invited by): 

罗智煌副教授

时间 (Time): 

星期五, 2019/11/08 - 14:30 to 15:30

地点 (Location): 

珠海校区海滨红楼17栋107 (Rm 107, Red House 17)

摘要 (Abstract): 

       量子控制研究对于量子科技特别是量子计算的发展有着重要意义。本报告首先简要介绍基于核磁共振自旋体系的量子计算与量子控制，接着介绍本人在量子优化控制方面的工作。量子优化控制的核心问题是设计优化的控制场以实现目标量子态/操作，这也是量子计算所关心的基本问题。然后其面临一个关键挑战，即随着当前人们可操控的量子体系的比特数越来越大，系统的维数指数增长，使得模拟其受控演化的难度也指数增长，这极大增加了优化控制搜索所要消耗的经典计算资源。报告将介绍本人在这个问题上的两个工作：(1)提出了量子优化控制的hybrid量子-经典算法。量子部分是量子模拟器，用于有效地模拟受控量子系统在控制脉冲下的时间演化；经典部分则根据当前梯度信息计算迭代的方向和步长。这避免了使用经典计算机去计算受控系统的量子演化。该方法在核磁12比特体系上成功得到了实验检验。(2)提出了基于子系统的量子优化控制，即把整个大的量子系统划分为小的子系统。报告将展示如何针对这些小的子系统上进行脉冲优化，使得脉冲在整个大系统上能够仍然保持高保真度。该方法避免了大系统的受控演化的模拟，从而有希望扩展到近期更大规模的量子系统，应用于实际的调控问题。

主讲人简介 (Speaker's CV): 

李俊，现为南方科技大学量子科学与工程研究院副研究员，2015年博士毕业于中国科技大学近代物理系；随即分别前往北京计算科学研究中心及加拿大滑铁卢大学量子计算研究所从事博士后研究；2018年作为副研究员加入深圳南方科技大学量子科学与工程研究院。主要研究方向包括量子控制、量子层析、量子计算以及核磁共振实验。其中量子控制方面包括开放量子系统控制、反馈量子控制等，特别是关注于发展更大比特数的具备可扩展性的量子调控技术与算法；量子计算方面包括量子算法、量子模拟的实验实现。主持国自然基金青年和面上各一项。相关研究成果在PRX, PRL, PRA等期刊发表论文30多篇。