含互感耦合的超导磁通量子比特消相干的研究

在Born—Markov近似下,根据Bloch—Redfield方程,给出了一种计算超导量子比特能量弛豫时T1与消相干时间T2的方法。在此基础上,研究了一个含互感耦合的超导磁通量子比特的消相干现象,并给出了该超导量子比特能量弛豫时间Ｔ1与消相干时间Ｔ2。结果表明：对于研究的磁通量子比特,在其他条件不变时且环境热库等效为一个纯电阻时,则去相位时间Tφ,由高能级｜j〉向低能级｜i〉的能量弛豫时间T1和量子系统的消相干时间疋都与耗散成正比。     

利用超导磁通量子比特对单电子自旋进行单点读出（英文）

提出了一种基于量子非破坏性测量协议利用超导磁通量子比特对单电子自旋进行单点读出的方案.在该协议中,超导磁通量子比特与电子自旋相互作用一段时间,然后通过对其测量来间接得到电子的信息.由于该测量对电子自旋的态是非破坏性的,因此可以利用该超导磁通量子比特对电子自旋进行反复的读出,从而达到一个较高的读出精度.     

相干脉冲下磁通量子比特的几何量子计算

首先计算了旋转磁场下自旋1/2粒子的绝热几何相位。用微波电流脉冲控制量子比特,导致量子比特里产生振荡的磁场。这个效应可以通过一个扰动的哈密顿量增加到总哈密顿量里,对哈密顿量进行旋转变换,得到磁通量子比特哈密顿变化的总效果类似于一个自旋1/2粒子在旋转磁场中的行为,进而计算出相干脉冲下磁通量子比特的几何相位,给定参数得到单比特量子逻辑门。最后简述了基于几何相位设计两比特受控非门。     

超导电荷量子比特研究综述

随着量子计算机以及量子算法的提出,人们开始寻找可以实现量子计算机的真实物理体系。超导量子电路以其丰富的可设计性和优良的易集成性成为最有潜力实现量子计算机的人造量子体系。文章介绍了超导电荷量子比特的基本原理、超导电荷量子比特的耦合以及耗散和退相干问题,展望了超导电荷量子比特在量子计算和量子信息科学中的应用前景。     

基于腔场耦合的超导比特的量子计算(英文)

利用超导量子比特实现量子计算在世界范围内备受理论界和实验界的关注.在这一体系中实现量子计算的明显好处是具有非常好的操控技术及容易集成化.过去10年实验的快速突破验证了体系的这些优势.在调节不同比特耦合方面,利用微波腔场耦合比特的平台已经建立起来.该综述将重点介绍如何形成等效的超导电荷比特、它和腔场的耦合,以及利用腔场耦合多个比特等内容.     

超导量子比特的物理实现

量子信息和量子计算有可能给人类带来新的革命性发展．超导量子比特作为实现量子计算的方案之一,以其低耗散,大设计加工自由度,易规模化等优点而备受注目．文中对超导量子比特的基本原理及发展前景作了简要综述,并介绍了作者的研究进展．     

限制线状李超代数的超导子及限制超导子

提出一个线状李超代数的限制结构, 并讨论该限制李超代数的(限制)超导子代数. 首先, 利用该限制线状李超代数的Z₂×Z-阶化结构给出其超导子代数; 其次, 证明该限制李超代数的超导子均为限制超导子.     

素超代数上广义超导子的线性组合

本文给出了超代数上广义超导子的定义并研究了素超代数上广义超导子的线性组合.     

二维环形超导体中的超导电流及磁通量子化

本文给出了在有限厚超导环中G—L方程的弱磁场近似解。我们第一次计算了超导环中的磁场和超导流分布,并得出在外磁场中被超导环束缚的总磁通应是近似量子化的。     

超导量子比特中的Landau-Zener-Stckelberg干涉

超导量子比特是人工固态量子系统,在低温和弱耗散条件下,具有量子化的能级结构.这些能级之间的间隔可以随外加偏置电磁场连续变化,不同能级在某些偏置场可能形成量子系统中所特有的免交叉.最近研究成果表明,利用这些免交叉,可以在固态量子比特中实现Landau-Zener-Stckelberg（LZS）干涉,为测量系统的能谱、表征系统与环境的耦合、实现量子逻辑门、产生量子纠缠等提供了一个便捷的新手段.     

各向异性耦合量子位的几何相位

对于各项异性耦合的两个量子位,当外加磁场缓慢变化时,计算了该体系的几何相位.结果表明,各向异性对于几何相位有显著的影响,这使得几何相位与磁场各分量形成的立体角之间的关系不再成立.并且各向异性耦合还可以使在各向同性耦合情况下几何相位为0状态的几何相位不为0.     

利用超导量子电路中的宏观量子相干性测量弱磁场

超导量子电路可以被等效地看作人造原子,其内部能级结构随外磁场而变化.这里根据这些超导量子电路中的宏观量子相干性,设计了一种新型的磁强计.这种磁强计不仅体积小,而且具有低耗散和高灵敏度的优点.正因为此,它在读取诸如超导磁通量子比特等量子纳米设备方面,具有很大的应用前景.     

超导量子电路诱导规范势的条件分析

通过数值求解超导量子电路的能级结构并深入分析外场诱导规范势的条件,对调节偏置磁通诱导规范势的方法进行了必要的补充和完善.不同于一组能级结构情形,在固定的静态电压偏置点下能够选取多组磁通偏置,从而得到多种可能的能级结构.借助一维传输线谐振子的相干作用,可以调控诱导非阿贝尔和阿贝尔的规范势.     

量子计算机

对量子计算机的原理进行了较为系统的阐述     

本征超导辐射探测器的研究

报道了本征超导辐射探测器的实验过程及结果分析．探测器是利用超导的临界电流与温度的关系（Ｉｃ－Ｔ）来工作的，而且完全工作在超导本征态．高温超导薄膜为采用准分子激光消融法制备的ＹＢＣＯ外延超导薄膜．采用离子束干法刻蚀进行器件的图形制备．在８～１４μｍ红外波段进行了探测器的光响应测试．调制频率为１０Ｈｚ时，探测器的等效噪声功率（ＮＥＰ）为１．８×１０－１２Ｗ·Ｈｚ－１／２；归一化探测度为２．５×１０９ｃｍ·Ｈｚ１／２·Ｗ－１．实验表明，在低于Ｔｃ的温度范围内，探测器具有平坦的光响应与温度的曲线，从而克服了传统的Ｂｏｌｏｍｅｔｅｒ探测器工作温度过窄的缺点．     

超导状态是一类特殊的相干态

本文从BCS理论和超导态的一般特殊性出发,用现代相干态理论证明了超导态是一种相干态,并给出了这种相干态的一些性质。     

基于双量子点分子与超导传输线的纠缠浓缩方案

本文利用控制双量子点分子与超导传输线共振器(STLR)的大失谐相互作用,实现任意两个量子点分子之间的耦合和控制操作,整个操作过程对STLR的衰减和热场均不敏感。基于这种耦合和控制操作,提出了量子点分子纠缠态的浓缩方案,该方案最大成功概率为50%。     

超导量子干涉仪与声核共振现象相结合探测 封闭铅金属壳内表面的微量氧化情况

设计内表面微量氧化的封闭Pb~(207)(I=1/2)金属圆筒模型与球壳模型,在使用超导量子干涉仪测量内表面氧化物β-Pb~(207)O声核信号的前提下,分别进行公式推导与验证,为后续实验测量半导体材料中的偶极矩耦合信号进行理论计算。在相应的条件下,得到超导量子干涉仪磁通变化与可测量的氧化物质量范围以及所加外场之间的关系,并探讨使用超导量子干涉仪探测封闭金属圆筒与球壳内表面氧化物的声核共振现象的可行性与优越性。最后,设计了一套使用超导量子干涉仪测量声核参量的实验方案。