多比特量子随机行走与可扩展量子比特控制

发布时间：2024-01-14 10:26

　　量子计算有望解决传统计算机难以解决的问题,在密码学、大数据分析、机器学习和材料分析等领域有着重大的应用前景。而用于实现量子计算的方案很多,如超导量子比特、离子阱、中性原子、光学、量子点和腔量子电动力学等。超导量子比特作为实现量子计算最有潜力的方案之一^[1-4],近年来已被用来演示了量子纠错、量子模拟、量子退火等。基于当前超导体系中的门错误率,一个通用的纠错量子计算机大约需要100万个超导量子比特,而一个中型的无纠错量子计算机也需要几百个量子比特。但是,随着量子比特的数量的增多,量子比特的控制和扩展面临着一些挑战。首先,室温控制系统会产生很大的能耗;其次低温下需要很多的RF/DC控制线、参量放大器、HEMT和隔离器等。目前制冷机的制冷功率和内部空间将远远无法满足未来超导量子计算处理器的需求。本论文分别研究了多量子比特系统中的量子随机行走和一种新颖的超导量子比特的可扩展DC源,意在解决超导量子比特方案通向通用量子计算的一些关键性问题。实现通用量子计算的算法有很多种,如surface-code^[5]、量子随机行走[6]等。本论文第一部分工作演示了 ...

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

本文编号：3878054