本文選題：3D + transmon�。� 參考：《南京大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：超導(dǎo)量子比特作為一種固態(tài)的量子計算機(jī)的實(shí)現(xiàn)方式,由于其與半導(dǎo)體的制備技術(shù)相兼容,容易集成和可擴(kuò)展的優(yōu)勢,在國際上受到了廣泛的研究和關(guān)注。近年來由于量子比特的退相干時間逐漸增長,使得以超導(dǎo)量子比特為基本計算單元的超導(dǎo)量子計算機(jī)的實(shí)現(xiàn)越來越近。本文緊跟國際研究的熱點(diǎn),以Yale提出的三維傳輸子量子比特(3D transmon)為研究對象,對其中的有關(guān)量子特性開展了研究,主要研究內(nèi)容包括:1、通過三維諧振腔和約瑟夫森結(jié)的耦合,實(shí)現(xiàn)了 3D transmon。并搭建了量子比特的測量系統(tǒng),以Triton400稀釋制冷機(jī)為極低溫平臺,通過常溫、低溫下的信號控制、噪聲隔離和線路切換,建立了高同步、高采樣、高速讀取的測量系統(tǒng)。利用亮態(tài)讀出方法,表征了多個量子比特的參數(shù),包括能級躍遷頻率、拉比震蕩、能量弛豫時間和相位退相干時間等。2、在3D transmon中分別表征了基態(tài)和第一激發(fā)態(tài)、第二激發(fā)態(tài)的雙光子躍遷頻率,并在耦合場和探測場的不同組合中,分別利用單光子躍遷與雙光子躍遷對Autler-Townes分裂現(xiàn)象(ATS)繼續(xù)探測。比較探測場和耦合場的強(qiáng)度,得出了兩種探測中,ATS分裂大小和耦合場強(qiáng)度的關(guān)系。通過理論計算解得了在ATS現(xiàn)象發(fā)生時的三階密度矩陣,和實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合的很好。3、通過任意波形發(fā)生器生成不同跳變頻率的RTN,并用該RTN對3D transmon的耦合場進(jìn)行調(diào)制,我們研究了隨機(jī)電報噪聲對于3D transmon中ATS現(xiàn)象的影響,觀察到了 RTN在高跳變頻率下對于能級之間的動態(tài)平均的現(xiàn)象,并討論了動態(tài)平均臨界點(diǎn)和耦合場功率的關(guān)系。通過理論計算得出了和實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符的結(jié)論。
[Abstract]:As a kind of solid state quantum computer, superconducting quantum bit has been widely studied and paid attention in the world because of its compatibility with semiconductor preparation technology, easy integration and expandable advantages. In recent years, the realization of superconducting quantum computer with superconducting quantum bits as the basic computing unit is getting closer due to the increasing time of decoherence of quantum bits. In this paper, following the international research focus, we have studied the quantum properties of three-dimensional transmisson quantum bits proposed by Yale. The main research contents include: 1, the coupling of three-dimensional resonator and Josephson junction. 3D transmonn is realized. The measurement system of quantum bit is set up. The measurement system of high synchronization, high sampling and high speed reading is set up through signal control at room temperature and low temperature, noise isolation and circuit switching using Triton400 dilution refrigerator as the very low temperature platform. The parameters of several quantum bits, including energy level transition frequency, rabbi oscillation, energy relaxation time and phase decoherence time, are characterized by bright state readout method. The ground state and the first excited state are characterized in 3D transmon, respectively. The two-photon transition frequency of the second excited state and the single photon transition and two-photon transition are used in different combinations of the coupling field and the detection field respectively to detect the Autler-Townes splitting phenomenon. By comparing the intensity of the probe field and the coupling field, the relationship between the splitting size and the coupling field intensity of the two kinds of probes is obtained. The third-order density matrix when ATS phenomenon occurs is solved by theoretical calculation, which is in good agreement with experimental results. RTNs with different jump frequencies are generated by arbitrary waveform generator, and the coupling field of 3D transmon is modulated by the RTN. We study the effect of random Telegraph noise on the ATS phenomenon in 3D transmon, observe the dynamic averaging between energy levels of RTN at high hopping frequency, and discuss the relation between the critical point of dynamic mean and the power of coupling field. By theoretical calculation, the conclusion is in agreement with the experimental results.
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O413

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 董寧;王軼文;于揚(yáng);孫國柱;曹俊宇;叢山樺;陳健;吳培亨;;超導(dǎo)量子比特的物理實(shí)現(xiàn)[J];自然科學(xué)進(jìn)展;2008年07期

2 ;科學(xué)家在半導(dǎo)體中生成新量子比特[J];黑龍江科技信息;2012年11期

3 趙娜;劉建設(shè);李鐵夫;陳煒;;超導(dǎo)量子比特的耦合研究進(jìn)展[J];物理學(xué)報;2013年01期

4 毛廣豐;于揚(yáng);;基于約瑟夫森器件的超導(dǎo)量子比特[J];物理學(xué)進(jìn)展;2007年01期

5 張保社;丁希順;;外磁場對兩量子比特間熱糾纏的影響[J];河南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2007年05期

6 李艷玲;馮健;孟祥國;梁寶龍;;量子比特的普適遠(yuǎn)程翻轉(zhuǎn)和克隆[J];物理學(xué)報;2007年10期

7 韋光;;值得關(guān)注的“量子比特”[J];科學(xué);2008年01期

8 蔡建武;;可擴(kuò)展的囚禁離子系統(tǒng)多量子比特W態(tài)的制備方案[J];湖南工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2009年01期

9 薩仁高娃;劉莎莎;叢銀川;趙翠蘭;;量子盤中量子比特的性質(zhì)[J];內(nèi)蒙古民族大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年01期

10 杜江峰;馬文超;;碳化硅缺陷有望成為器件友好的量子比特——廣泛使用的商品級半導(dǎo)體晶片可在室溫下進(jìn)行相干操控[J];物理;2012年01期

相關(guān)會議論文 前10條

1 何廣平;;基于正交態(tài)的量子比特承諾的實(shí)驗(yàn)可行性[A];第十五屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會報告摘要集[C];2012年

2 杜良輝;胡勇;周正威;郭光燦;周幸祥;;超導(dǎo)芯片上的集成光子量子比特的量子計算[A];第十四屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會報告摘要集[C];2010年

3 胡燕;于雁霞;嵇英華;;非馬爾科夫過程中耦合超導(dǎo)量子比特量子關(guān)聯(lián)穩(wěn)定性的研究[A];第十五屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會報告摘要集[C];2012年

4 滿忠曉;夏云杰;;耗散環(huán)境中相互作用量子比特間相干性傳輸?shù)娜我獠倏豙A];第十六屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會報告摘要集[C];2014年

5 李衛(wèi)東;溫蘇菁;嵇英華;;雜化量子比特的量子關(guān)聯(lián)[A];第十六屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會報告摘要集[C];2014年

6 賈飛;謝雙媛;羊亞平;;四量子比特模型中的共生糾纏動力學(xué)控制[A];第十四屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會報告摘要集[C];2010年

7 王志輝;李剛;田亞莉;張?zhí)觳?;微光學(xué)阱中單個銫原子量子比特的操控[A];第十六屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會報告摘要集[C];2014年

8 周飛;陳亮;謝藝;萬威;黃學(xué)人;馮芒;;線形離子阱中量子比特的制備[A];第十六屆全國原子與分子物理學(xué)術(shù)會議論文摘要集[C];2011年

9 王志偉;周祥發(fā);黃運(yùn)鋒;張永生;任希鋒;郭光燦;;兩量子比特混態(tài)在局域操作下的糾纏蒸餾[A];光子科技創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)化——長三角光子科技創(chuàng)新論壇暨2006年安徽博士科技論壇論文集[C];2006年

10 張修興;李福利;;XY自旋環(huán)境中兩量子比特糾纏動力學(xué)[A];第十四屆全國量子光學(xué)學(xué)術(shù)報告會報告摘要集[C];2010年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 張巍巍;科學(xué)家在半導(dǎo)體中生成新量子比特[N];科技日報;2012年

2 常麗君;科學(xué)家用激光實(shí)現(xiàn)對量子比特多種操縱[N];科技日報;2013年

3 劉霞;兩塊相距3米的鉆石首次實(shí)現(xiàn)量子比特糾纏[N];科技日報;2013年

4 記者 毛黎;科學(xué)家完成兩個量子比特運(yùn)算[N];科技日報;2007年

5 華凌;室溫量子比特數(shù)據(jù)存儲再創(chuàng)紀(jì)錄[N];科技日報;2012年

6 記者 劉霞;物質(zhì)量子比特遙傳距離創(chuàng)21米新高[N];科技日報;2013年

7 劉霞;兩相距3米的鉆石首次實(shí)現(xiàn)量子比特糾纏[N];中國航空報;2013年

8 記者 陳丹;部分坍塌的量子比特可通過“自旋回聲”恢復(fù)狀態(tài)[N];科技日報;2013年

9 記者 常麗君;碳化硅晶格缺陷可變成量子比特[N];科技日報;2011年

10 記者 劉霞;荷蘭用砷化銦納米線獲得新量子比特[N];科技日報;2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張玉光;半導(dǎo)體固態(tài)量子比特和動力學(xué)蒙特卡羅模擬[D];華東師范大學(xué);2015年

2 陳佳臨;可編程量子計算架構(gòu)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

3 張詩陽;局域量子操作對噪聲環(huán)境下量子比特系統(tǒng)中熵不確定度的調(diào)控[D];湖南師范大學(xué);2015年

4 侯世堯;量子純化和動力學(xué)識別在核磁共振系統(tǒng)中的實(shí)現(xiàn)[D];清華大學(xué);2014年

5 趙虎;超導(dǎo)量子比特的退相干與量子光學(xué)效應(yīng)研究[D];清華大學(xué);2014年

6 周渝;三維諧振腔中的超導(dǎo)量子比特研究[D];南京大學(xué);2016年

7 余國棟;多電荷量子比特的相干操控研究[D];中國科學(xué)技術(shù)大學(xué);2016年

8 毛麗君;多量子比特Rabi模型的解析解及動力學(xué)[D];山西大學(xué);2016年

9 史建新;超導(dǎo)量子比特的糾纏及宏觀共振隧穿研究[D];南京大學(xué);2017年

10 劉強(qiáng);超導(dǎo)量子器件的制備與可擴(kuò)展封裝方案的研究[D];南京大學(xué);2017年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王元龍;單量子比特系統(tǒng)的魯棒控制研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 杜之璨;超導(dǎo)量子比特和微觀兩能級耦合系統(tǒng)的研究[D];南京大學(xué);2014年

3 王林;超導(dǎo)磁通量子比特的制備及Al/AlO_x/Al結(jié)特性參數(shù)的研究[D];南京大學(xué);2014年

4 李曉虎;超導(dǎo)JosephsonF遂道結(jié)的制備、性能研究及超導(dǎo)量子比特電路的結(jié)構(gòu)探討[D];南京大學(xué);2015年

5 鐘先茜;可調(diào)半波長超導(dǎo)共面波導(dǎo)諧振器的研究[D];南京大學(xué);2015年

6 王婷婷;量子圖態(tài)糾纏及其Pauli信道糾纏目擊者構(gòu)造研究[D];浙江工商大學(xué);2015年

7 曹志敏;可調(diào)超導(dǎo)量子比特研究[D];南京大學(xué);2016年

8 冷雨;二量子比特態(tài)量子失協(xié)的測量及其定域量子不確定度的研究[D];吉林大學(xué);2016年

9 張鳳芹;基于腔輸入輸出過程的多量子比特受控相位翻轉(zhuǎn)門和級聯(lián)GHZ態(tài)的制備[D];延邊大學(xué);2016年

10 周宇;量子弱測量下開放量子比特系統(tǒng)的非經(jīng)典效應(yīng)[D];湖南師范大學(xué);2016年

，

本文編號：1948273