【摘要】：量子Rabi模型是量子光學中一個簡單的模型,該模型描述了光與物質間的相互作用。當相互作用強度比較弱時,該模型可以通過旋轉波近似退化為JaynesCummings模型。隨著實驗技術的提高,在實驗室里,許多系統(tǒng)已經實現(xiàn)了強耦合,甚至是超強耦合,這些系統(tǒng)包括超導線路、量子光學系統(tǒng)、離子阱和冷原子等。然而,在量子技術飛速發(fā)展的今天,超強耦合以及深強耦合的實現(xiàn)也并不容易。因此,借助量子模擬實現(xiàn)超強耦合,甚至是深強耦合,對研究超強耦合以及深強耦合區(qū)的動力學行為有著重要的研究價值。在已有研究工作的基礎上,我們進一步研究了如何在超導線路系統(tǒng)中實現(xiàn)多量子比特的量子Rabi模型。研究表明,通過選擇合理參數,我們可以實現(xiàn)較高保真度的多量子比特Rabi模型。特別的是,我們展示了多量子比特Rabi模型在量子計算方面的應用。我們借助系統(tǒng)的有效哈密頓量實現(xiàn)了非平庸的量子門和多體糾纏態(tài)。最后,針對我們構造的這種非平庸量子門的性質,我們做了系統(tǒng)的研究,并計算了其保真度。在本論文中,我們將在引言中給出本論文的相關研究背景,介紹量子糾纏理論的提出與發(fā)展,引入量子門與量子Rabi模型等相關概念,并簡要介紹超導線路系統(tǒng)。在第二章中,我們回顧了Rabi模型的量子模擬,以及如何借助有效哈密頓量生成薛定諤貓態(tài)。第三章是我們的主要研究工作,我們通過加入驅動,在合理參數下實現(xiàn)多量子比特Rabi模型,并研究了有效哈密頓量在構造非平庸量子門、多體量子糾纏態(tài)方面的應用。研究表明,我們可以實現(xiàn)較高保真度的量子邏輯門,在特定參數下,我們可以實現(xiàn)與CNOT門等價的量子邏輯門。最后,我們給出了本文的研究結論。
【圖文】：

單量子比特Rabi模型的保真度該有效哈密頓量可以用來生成薛定諤貓態(tài)

圖 3.1 改變驅動頻率下的兩量子比特 Rabi 模型平均保真度：選取參數 = 0.02 ，，Ω = = 0.2 ，= 0.002 ，其中(a) = 0.996 ；(b) = 0.998 ；(c) = 0.999從近似條件中可以看出，我們也可以通過調節(jié)參數 和Ω來優(yōu)化有效哈密頓量的
【學位授予單位】：東北師范大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O431.2

【參考文獻】

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本文編號：2690449