二十世紀八十年代興起一門新的學(xué)科——量子信息學(xué)。這門學(xué)科的建立將帶來未來信息領(lǐng)域的革命。制備量子糾纏和實現(xiàn)量子邏輯是量子信息中的兩個重要的研究課題。量子糾纏不僅僅是量子物理區(qū)別經(jīng)典物理的主要特征之一,也是量子信息學(xué)的重要的物理資源。量子邏輯運算恰恰也正是信息處理過程中必不可缺的一部分。因此在量子信息中對這兩個課題的研究受到很多人的關(guān)注。另一方面,信息需要一個實際物理系統(tǒng)作為載體。近些年,隨著納米技術(shù)和超導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展,具有可集成性和易操控性特點的超導(dǎo)約瑟夫森結(jié)裝置以及擁有長相干時間的鉆石中的氮缺陷色心（NVcenter）這兩種固態(tài)量子系統(tǒng)備受親睞,有望成為荷載量子信息最有潛力的候選者。正因為如此,本論文的主要研究工作也是基于這兩種固態(tài)物理系統(tǒng)展開的,我們分別討論了如何利用這兩種固態(tài)系統(tǒng)制備糾纏和實現(xiàn)量子邏輯門。全文共有六章,其中第三到六章為我們的主要研究工作,整篇論文的具體內(nèi)容安排如下：第一章介紹本文的研究背景及研究意義,概述幾種常見的量子比特的發(fā)展歷史。最后給出本論文的主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排。第二章簡單介紹量子信息學(xué)中的基本概念和基礎(chǔ)知識,主要包括量子比特,量子糾纏態(tài),量子邏輯門和保... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：110 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
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表格目錄
主要符號表
1 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 量子信息學(xué)的誕生
    1.3 量子信息的物理實現(xiàn)
    1.4 固態(tài)量子比特的研究進展
        1.4.1 超導(dǎo)量子比特
        1.4.2 鉆石中的氮缺陷中心
    1.5 本文主要研究工作和章節(jié)安排
2 基礎(chǔ)知識介紹
    2.1 量子比特
    2.2 量子糾纏態(tài)
        2.2.1 常見的糾纏態(tài)
    2.3 量子邏輯門
        2.3.1 單比特量子門
        2.3.2 兩比特量子門
    2.4 保真度
    2.5 電路QED系統(tǒng)
    2.6 Wei-Norman代數(shù)方法
3 基于超導(dǎo)比特的量子信息處理
    3.1 研究背景
    3.2 單步操作制備兩比特糾纏態(tài)
        3.2.1 啟發(fā)與動機
        3.2.2 諧振腔誘導(dǎo)兩個射頻量子干涉儀耦合
        3.2.3 超導(dǎo)比特耗散對保真度的影響
        3.2.4 小結(jié)
    3.3 可操控制備多比特糾纏態(tài)
        3.3.1 啟發(fā)與動機
        3.3.2 多個超導(dǎo)比特耦合模型
        3.3.3 實驗可行性分析
        3.3.4 小結(jié)
    3.4 可操控的信息傳輸過程
        3.4.1 啟發(fā)與動機
        3.4.2 具有可控性的量子網(wǎng)絡(luò)
        3.4.3 結(jié)果分析
    3.5 本章總結(jié)
4 超導(dǎo)腔中糾纏態(tài)的制備
    4.1 背景介紹
    4.2 超導(dǎo)腔與電流偏置約瑟夫森結(jié)耦合模型
    4.3 超導(dǎo)腔耗散對糾纏態(tài)保真度的影響
    4.4 本章總結(jié)
5 電荷比特與NV中心之間的可調(diào)耦合
    5.1 研究背景
    5.2 納米諧振子
    5.3 納米諧振子誘導(dǎo)超導(dǎo)比特與NV中心耦合模型
    5.4 實驗可行性分析
    5.5 本章小結(jié)
6 復(fù)合固態(tài)量子系統(tǒng)中可調(diào)控的量子相位門
    6.1 研究背景
    6.2 NV中心系綜與超導(dǎo)比特的可調(diào)耦合
    6.3 保真度與可行性分析
    6.4 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
參考文獻
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況
創(chuàng)新點摘要
致謝
作者簡介



本文編號：3191320