单量子比特的调控及与可调频腔耦合的实验研究

超导量子相位比特论文 二能级缺陷论文 退相干论文
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基于约瑟夫森结的超导量子器件能够呈现宏观量子效应,其好的量子相干态非常适宜制备量子比特。量子比特是构成量子计算机的基本单元,通过微波技术可以实现对量子比特的精确调控。近年来基于超导量子器件的量子计算备受各国科学家的关注,在此领域已取得重大的进展。但是要实现基于超导量子比特的大规模量子计算,还有待进一步提高超导量子比特的相干性。本论文介绍了量子比特的基本概念及简单的门操作,描述了单个超导量子比特的调控过程,表征了可调频超导共平面波导共振腔,在腔的中间位置嵌入超导量子干涉仪(SQUID)可以实现腔频率的调控。SQUID可以看成一个非线性的电感,通过改变穿过SQUID的磁通改变其等效电感,使得整个腔的磁通发生变化,达到调控腔共振频率的目的。实验中我们实现了对共振腔的快速调控,研究了共振频率附近二能级缺陷对腔与量子比特之间能量交换的影响。可调频共振腔可以避开二能级缺陷的影响,因此可以充当通信总线或短暂的信息存储元件。
目录第4-6页
致谢第6-7页
摘要第7-8页
Abstract第8页
第1章 超导量子比特的介绍第9-17页
    1.1 超导量子比特的基本概念第10-11页
    1.2 超导量子逻辑门基本介绍第11-13页
    1.3 超导量子比特的退相干第13-14页
    1.4 论文的选题依据和主要研究内容第14-17页
第2章 超导约瑟夫森结第17-27页
    2.1 超导约瑟夫森结的基本原理第17-20页
    2.2 超导量子比特的操控与读取电路第20-23页
    2.3 量子比特的数值求解第23-27页
第3章 超导量子比特的测量系统第27-45页
    3.1 制冷系统简介第27-28页
    3.2 超导量子比特的测量线路第28-31页
    3.3 超导量子比特的辅助器件第31-45页
第4章 单个量子比特的调控第45-59页
    4.1 超导量子比特的重置、操作与读取第45-46页
    4.2 单个量子比特的调控过程第46-59页
第5章 超导量子比特与可调频腔耦合的实验研究第59-65页
    5.1 量子比特与可调频腔的表征第59-60页
    5.2 超导量子比特与可调频腔耦合的测量结果与讨论第60-65页
第6章 总结第65-67页
参考文献第67-71页
附录第71页
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