强耦合双量子比特-单模腔场系统的量子特性

发布时间：2021-01-31 21:07

　　随着量子网络、量子通信和量子模拟等技术的发展。在超导QED系统中,量子比特（人造原子）与微波腔场的耦合系数g可与腔场频率w相比拟,甚至超过空腔频率。此时旋波近似不再适用,而需要采用Rabi模型来描述超导量子比特与微波腔场的耦合性质。基于此模型,本文着重讨论了双量子比特-腔场强耦合系统的非经典性质。首先,我们推导出双量子比特-腔场强耦合系统的本征值和本征态,并在修饰态表象下得到外加弱驱动场情况下系统的主方程。其次,利用主方程我们发现当驱动场与包含双量子比特的修饰态共振,而与含单量子比特的修饰态不共振时,系统就可以产生伴随着非经典性的巨辐射现象。并且,在强耦合条件下得到的巨辐射效果要比弱耦合条件下的好。最后,讨论腔量子电动力学（CQED）中的多光子阻塞现象,研究发现:双量子比特-腔场耦合系统的关联行为取决于各量子比特与腔场的相对耦合强度。在不同条件下,系统能够出现双光子阻塞与双光子反聚束、三光子阻塞与三光子反聚束以及伴随着双光子聚束的三光子阻塞现象。通过与双原子-单模腔场弱耦合系统的结果比较,发现双量子比特-单模腔场强耦合条件下,系统的多光子阻塞效果更好。 

【文章来源】：华中师范大学湖北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：39 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

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奈??Ｌ｜?［＜Ｊ＝＞Ｌｇｊ＿ｌ＜３＝＝＞ｊ?卜??图１．１：超导量子电路ＱＥＤ耦合系统，耦合强度为０．１２，来自文献Ｎａｔｕｒｅ?６?７７２?（２０１０）?［１８］??献［２０］通过约瑟夫森结电感耦合磁通量子比特和ＬＣ振荡器，实现了ｇ／〇）在０．７２－１．３４之??间的超导量子电路系统。如图（１．２）利用光谱测量，他们观察到了新的光谱特征。??超强耦合还具有技术上的应用，如单光子非线性和宽带单光子源等。??我们在进行量子信息传递的时候，需要产生和控制光子。光子阻塞就是产生和??控制光子不错的办法，光子阻塞［２１－３１］是一种非经典现象，表现出光子强的反聚??束效应。可以用关联函数来表示光子阻塞的程度［３２］。关联函数值越小，光子阻塞??效果越好。对于理想单光子源有ｇ（２）（〇）?＝０。ｇ（２）（〇）?＜〗（ｇ（２）（〇）?＞?１）表示光子的亚??泊松（泊松）效应。而利用强耦合超导电路ＱＥＤ系统实现光子阻塞是目前较

硕士学位论文??ＭＡＳＴＥＲ＇Ｓ?ＴＨＥＳＩＳ??（．．．?：?ｉ?；?／?：?＼??？？？?￡＼ｍ￣Ｅ?〇ｍｍ?０?＾ｍ（ｍ＋ｌ）?ｄ＼ｍ??Ｄ＾ｎｍ?ｅｌｍ￣Ｅ?＾（ｍ＋１）ｍ?〇?．．．?ｄ２ｍ?〇??？？？?０?ｎ（ｍ＋ｌ）ｍ?ｅｌ（ｍ＋ｌ）－￡?＾（ｍ＋１）（ｍ＋ｉ）?？？？?４（ｍ＋ｌ）??＾ｍ（ｍ＋ｌ）?〇?＾ｆｍ＋ｌ）（ｍ＋ｌ）?ｅ２（ｍ＋ｌ）—＾?？？？?＾２（ｍ＋ｌ）??Ｖ?…；：?；?；…Ｊ｛?？：?Ｊ??（２．１４）??然后将本征态（２．８）还原到最初的表象中，则哈密顿量（２．５）的本征态为：??４?？?Ｉ?｜?＿?ＩＩ?｜?Ｉ?？?ｉ?｜?■?Ｉ?■?｜?■?Ｉ?｜?ｉ?■?＜?｜?Ｉ?ＩＩ?｜?Ｉ??


本文编号：3011577