發(fā)布時間：2024-06-04 18:32

　　固態(tài)量子器件是近幾年的國際前沿研究熱點,也被認為是最有可能實現(xiàn)量子計算的系統(tǒng)之一。本文將著重研究超導(dǎo)比特和NV色心這兩種固態(tài)系統(tǒng)在量子信息處理中的量子態(tài)制備及邏輯門操作。本文共分為五個章節(jié)：第一章為序言,主要介紹了本文的研究背景和固態(tài)比特的發(fā)展進程,并著重介紹了和本文相關(guān)的研究成果。第二章介紹了量子信息與量子光學(xué)方面相關(guān)知識,介紹后續(xù)章節(jié)所需要的基礎(chǔ)理論知識和概念。第三章主要介紹了本文的一項研究工作,提出一種在電路QED中制備量子存儲器的宏觀W-型糾纏相干態(tài)的方案。創(chuàng)新點如下：本方案中我們采用的量子存儲器為NV系綜,每個NV系綜分布在不同的腔中。本方案中的NV系綜的初始態(tài)只需處于基態(tài)而無需制備到相干態(tài),這將大大地減少實驗的難度。在大多數(shù)的操作時間中,每個腔始終處于真空態(tài),因此由腔衰減和腔與腔之間的串擾所引起的消相干將得到極大程度的遏制。此外,本方案只需要一個腔外耦合比特。制備好的W型糾纏相干態(tài)可以在NV系綜中儲存很長時間,然后傳輸?shù)角恢?這在量子通訊中具有很好的應(yīng)用潛力。本方案具有一般性,可以用來制備分布在不同腔中原子系綜或者別的自旋系綜的W型糾纏相干態(tài)。第四章主要介紹了本文的另一研究...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 序言
    1.1 研究背景
    1.2 固態(tài)量子比特的研究進展
        1.2.1 超導(dǎo)量子比特
        1.2.2 金剛石NV色心
    1.3 腔QED及電路QED的研究進展
        1.3.1 光學(xué)諧振腔與超導(dǎo)諧振腔
        1.3.2 腔QED
        1.3.3 電路QED
        1.3.4 固態(tài)量子器件間的耦合機制
    1.4 本文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容
2 基礎(chǔ)知識介紹
    2.1 量子比特和量子邏輯門
        2.1.1 量子比特
        2.1.2 量子邏輯門
    2.2 幾種常見的量子糾纏態(tài)
        2.2.1 GHZ態(tài)
        2.2.2 W態(tài)
        2.2.3 簇態(tài)
        2.2.4 NOON態(tài)
        2.2.5 糾纏相干態(tài)
    2.3 幾何量子計算
        2.3.1 基于阿貝爾幾何相位的量子計算
        2.3.2 基于非阿貝爾幾何相位的量子計算
3 在電路QED中制備量子存儲器的宏觀糾纏相干態(tài)
    3.1 研究背景與動機
    3.2 制備NV系綜的W-型宏觀糾纏相干態(tài)
    3.3 實驗可行性分析
    3.4 NV系綜的W態(tài)傳輸
    3.5 本章小結(jié)
4 多腔體系中的多目標比特非常規(guī)幾何相位門
    4.1 研究背景與動機
    4.2 多腔系統(tǒng)的模型和哈密頓量
    4.3 構(gòu)建多目標比特的非常規(guī)幾何相位門
    4.4 實驗可行性分析
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
參考文獻
作者簡歷與科研成果



本文編號：3989008