量子計(jì)算有望解決傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)難以解決的問(wèn)題,在密碼學(xué)、大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)和材料分析等領(lǐng)域有著重大的應(yīng)用前景。而用于實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的方案很多,如超導(dǎo)量子比特、離子阱、中性原子、光學(xué)、量子點(diǎn)和腔量子電動(dòng)力學(xué)等。超導(dǎo)量子比特作為實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算最有潛力的方案之一^[1-4],近年來(lái)已被用來(lái)演示了量子糾錯(cuò)、量子模擬、量子退火等�；诋�(dāng)前超導(dǎo)體系中的門(mén)錯(cuò)誤率,一個(gè)通用的糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)大約需要100萬(wàn)個(gè)超導(dǎo)量子比特,而一個(gè)中型的無(wú)糾錯(cuò)量子計(jì)算機(jī)也需要幾百個(gè)量子比特。但是,隨著量子比特的數(shù)量的增多,量子比特的控制和擴(kuò)展面臨著一些挑戰(zhàn)。首先,室溫控制系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生很大的能耗;其次低溫下需要很多的RF/DC控制線、參量放大器、HEMT和隔離器等。目前制冷機(jī)的制冷功率和內(nèi)部空間將遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿(mǎn)足未來(lái)超導(dǎo)量子計(jì)算處理器的需求。本論文分別研究了多量子比特系統(tǒng)中的量子隨機(jī)行走和一種新穎的超導(dǎo)量子比特的可擴(kuò)展DC源,意在解決超導(dǎo)量子比特方案通向通用量子計(jì)算的一些關(guān)鍵性問(wèn)題。實(shí)現(xiàn)通用量子計(jì)算的算法有很多種,如surface-code^[5]、量子隨機(jī)行走[6]等。本論文第一部分工作演示了 ...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

本文編號(hào)：3878054