文档介绍：西南交通大学
硕士学位论文
超导量子干涉仪型量子比特实现与应用的研究
姓名:姬晓辉
申请学位级别:硕士
专业:理论物理
指导教师:曾家刚
20100501
要于两量子并行计算是通过幺正变换对量子比特上所有信息实施同时同样操作的方法得到函大数因数分解算法使得量子计算机能够解决某些经典计算机根本无法解决的问题。的抗干扰能力,所以超导量子比特成为当前量子信息与量子计算的研究热点。超导量本文分别推导了量子干涉仪的经典动力学方程及其量子化的量子动力学方程;并最后一部分提出了利用超导量子比特模拟狄拉克方程的方案,通过此方案可以观测狄西南交通大学硕士研究生学位论文第微观粒子遵从量子力学的态叠加原理可以处在其本征态的任意线性叠加态上,因此以二能级微观粒子为物理基础的单个二进制量子比特可以同时存储两个数据信息。数各个自变量对应的函数值的算法。基于量子并行计算的孔铀蜒八惴ê蚐量子计算机的可能实现方案很多,超导量子比特是构建量子计算机很有希望的物理体系之一。超导量子比特不仅彼此可以直接进行强耦合,而且具有便于操控和很好子比特是工作在特定条件而可以近似看作二能级体系超导量子干涉仪。然而,超导量子干涉仪的量子动力学方程一般找不到解析解,所以须采用数值解的方法来求其本征能谱和本征波函数。利用有限差分法求解了静磁场偏置和交变磁场偏置的超导量子干涉仪量子动力学方程的数值解。根据数值结果,超导量子干涉仪在选取合适的电压或磁场偏置时最低的两个能级是兼并的,可以看作简单的二能级系统,因而可把体系哈密顿量简化为自旋算符的函数。利用外场对超导量子比特的有效操控是实施超导量子计算的必要前提。本文讨论了如何利用旋转波近似、绝热近似以及广义旋转波近似理论来描述超导量子比特与外场相互作用的规律,基于这一规律可对超导量子比特实施有效地操纵。本文在拉克颤动效应。关键词:超导量子干涉仪;超导量子比特;约瑟夫森结;狄拉克颤动
.猯西南交通大学硕士研究生学位论文第页.—,甀..瑃⑽鲐琣瓸珿甆.,’琭..琣.
;西南交通大学硕士研究生学位论文第甖簊;;
葡“妙广%■西南交通大学学位论文版权使用授权书曲南爻逋大字日期:切.、、,/槐C苴闶褂帽臼谌ㄊ椤本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用学位论文作者签名:向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于C芸冢年解密后适用本授权书;朐谝陨戏娇蚰诖颉畍”名签师期老导指日钐:
日期:侈西南交通大学硕士学位论文主要工作毕声明算符的函数。利用外场对超导量子比特的有效操控是实施超导量子计算的必要前提。本文讨论了如何利用旋转波近似、绝热近似以及广义旋转波近似等来获得超导量子比特与外场相互作用的规律。本文在最后一部分提出了利用超导量子比特模拟狄拉克方写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体,均己在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。本人在学位论文中所做的主要工作如下:利用有限差分法求解了静磁场偏置和交变磁场偏置的超导量子干涉仪动力学方程的数值解。根据数值结果,超导量子干涉仪在选取合适的电压或磁场偏置时最低的两个能级是兼并的,并可以看作简单的二能级系统,因而可把体系哈密顿量简化为自旋程的方案,通过此方案可以观测狄拉克颤动效应。本人郑重声明:所呈交的学位论文,是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰学位论文作者签名:
要霍茎鎏查耋至圭塑耋圭兰堡篁塞垂第滦髀研究超导量子比特的意义超导量子比特的研究现状觳饬孔恿ρг碓诤旯哿煊蚰谑欠褚渤闪用来检测量子力学原理在宏观领域内是否也成立:因为超导量子比特为二能级体系,所以也可以用来模拟一些自然的微观粒子系统,以达到观测这些微观粒子的一些就目率随频率呈现周期性变化。图”衋给出涫期逯械哪芗锻迹琤给出了隧穿率随图淦党剂孔痈缮嬉侵械牧孔铀泶在懈隽讼辔涣孔颖忍刂泄鄄饬孔有痴褡拥姆桨福的能级图和物理电路图及量子隧穿示意图。约瑟夫森结的尺度属于介观范围,当约瑟夫森结嵌入超导环后的形成的超导量子干涉仪的尺度为宏观范围,所以基于超导量子干涉仪型的超导量子比特晟早的用选是前的实验手段不能观测到的特性;超导量子比特的最大的价值在于它有可能成为未来的量子计算机物理基础,因为它不仅有很强的耦台能力而且操作方便。孔铀泶┖土孔庸舱袼泶在惺迪至松淦党荚巫痈缮嬉堑牧礁鐾耆ú煌奶涞牧孔铀泶渌泶频率的变化曲线。图。中给出了其势阱中
甄飞擎薅梧蕖弧籮两士..妇。。蓆至曼圣耋奎茎堡圭塑圣兰茎堡兰圣墼:至岩卜畂的纠缠态