电路QED系统中基于猫态比特通用受控相位门的实现

发布时间：2022-09-29 20:52

　　由于量子纠错技术的发展,猫态比特（由猫态编码的量子比特）的寿命得到了显著的提高,因而近来对于猫态比特的研究引起了人们强烈的关注。本文主要的研究内容是――在电路QED系统中基于两个微波谐振器与一个超导transmon qutrit耦合的装置来实现猫态编码比特的通用受控相位门。本文首先介绍了研究背景,其次对量子力学,量子信息学和电路QED的相关基础知识进行介绍,包括相干态与薛定谔猫态、受控相位门、JaynesCummings模型等。该文章的主要工作是基于两个微波谐振器与一个超导transmon qutrit耦合的装置来实现猫态编码比特的通用受控相位门。该方案的优点和创新点是:（1）在受控相位门的操作过程中,qutrit始终保持在基态,因此,来自于qutrit的退相干被极大地抑制。（2）本方案只需要两步基本操作即可完成通用受控相位门操作,而且这期间既不需要经典脉冲也不需要测量,因此门实现简单。（3）因为该方案可以推广应用至两个微波谐振器或两个光学腔耦合一个三能级自然或人工原子的系统中,因此该方案具有普遍性。最后,数值模拟的结果表明:在当前电路QED技术下,该门实现可以达到较高的保真度。 

【文章页数】：37 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
1 绪论
2 相关基础知识
    2.1 量子比特与qutrit
        2.1.1 量子比特
        2.1.2 qutrit
    2.2 相干态与薛定谔猫态
        2.2.1 相干态
        2.2.2 薛定谔猫态
    2.3 量子逻辑门与两比特受控相位门
        2.3.1 量子逻辑门
        2.3.2 两比特受控相位门
    2.4 电路QED相关基础
        2.4.1 电路QED简介
        2.4.2 腔场量子化
        2.4.3 Jaynes-Cummings模型
3 电路QED系统中基于猫态比特通用受控相位门的实现
    3.1 研究动机
    3.2 理论方案
    3.3 实验可行性分析
4 结论与展望
参考文献
硕士期间的科研成果



本文编号：3683290