用约瑟夫森电荷比特系统实现量子态的传输

发布时间：2020-05-21 12:11

【摘要】：经典信息技术的迅速发展在20世纪促进了人类社会的巨大进步,如今人类现代文明的发展需要更高层次信息技术的出现,量子理论与信息科学相结合的产物——量子信息科学应运而生。量子信息是以量子态来表示的,量子态的可操作性是量子信息处理的基础。量子态是量子信息的基本单元,用量子系统的不同独立能级来表示。一个具有二能级的量子系统称为量子比特(qubit)。固态超导量子系统是目前研究的热点,因为它开辟了未来信息科学的新领域,而且对量子计算机的实现及发展具有很大的促进。超导约瑟夫森量子系统因其具有独特的相干性、可扩展性,在众多量子系统中脱颖而出成为实现大规模量子计算的首选物理系统之一。寻找一种超导约瑟夫森电路来构造量子态并研究该量子态的可操作性是本文研究的重点。 本文在理解前人研究成果的基础上,利用超导约瑟夫森结的非线性效应构造了一种约瑟夫森电荷量子比特电路系统来表示四比特量子信息。基于四比特量子态|1000到|0001的演化特性,研究了量子态|1从第一位向第四位的传输问题。对不同耦合能下形成的均匀与非均匀传输通道两种情形分别讨论了怎样通过控制外加在SQUID上的磁通来实现激发态|1从第一量子位到第四量子位的理想传输。此外还分析了用三维Bloch球面上的任意一点来表示的量子态在该系统中传输时的平均保真度。
【学位授予单位】：西安邮电学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：O413;TP3

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