固態(tài)量子器件是近幾年的國際前沿研究熱點,也被認為是最有可能實現(xiàn)量子計算的系統(tǒng)之一。本文將著重研究超導(dǎo)比特和NV色心這兩種固態(tài)系統(tǒng)在量子信息處理中的量子態(tài)制備及邏輯門操作。本文共分為五個章節(jié)：第一章為序言,主要介紹了本文的研究背景和固態(tài)比特的發(fā)展進程,并著重介紹了和本文相關(guān)的研究成果。第二章介紹了量子信息與量子光學(xué)方面相關(guān)知識,介紹后續(xù)章節(jié)所需要的基礎(chǔ)理論知識和概念。第三章主要介紹了本文的一項研究工作,提出一種在電路QED中制備量子存儲器的宏觀W-型糾纏相干態(tài)的方案。創(chuàng)新點如下：本方案中我們采用的量子存儲器為NV系綜,每個NV系綜分布在不同的腔中。本方案中的NV系綜的初始態(tài)只需處于基態(tài)而無需制備到相干態(tài),這將大大地減少實驗的難度。在大多數(shù)的操作時間中,每個腔始終處于真空態(tài),因此由腔衰減和腔與腔之間的串?dāng)_所引起的消相干將得到極大程度的遏制。此外,本方案只需要一個腔外耦合比特。制備好的W型糾纏相干態(tài)可以在NV系綜中儲存很長時間,然后傳輸?shù)角恢?這在量子通訊中具有很好的應(yīng)用潛力。本方案具有一般性,可以用來制備分布在不同腔中原子系綜或者別的自旋系綜的W型糾纏相干態(tài)。第四章主要介紹了本文的另一研究...

【文章頁數(shù)】：97 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
1 序言
    1.1 研究背景
    1.2 固態(tài)量子比特的研究進展
        1.2.1 超導(dǎo)量子比特
        1.2.2 金剛石NV色心
    1.3 腔QED及電路QED的研究進展
        1.3.1 光學(xué)諧振腔與超導(dǎo)諧振腔
        1.3.2 腔QED
        1.3.3 電路QED
        1.3.4 固態(tài)量子器件間的耦合機制
    1.4 本文的結(jié)構(gòu)和主要內(nèi)容
2 基礎(chǔ)知識介紹
    2.1 量子比特和量子邏輯門
        2.1.1 量子比特
        2.1.2 量子邏輯門
    2.2 幾種常見的量子糾纏態(tài)
        2.2.1 GHZ態(tài)
        2.2.2 W態(tài)
        2.2.3 簇態(tài)
        2.2.4 NOON態(tài)
        2.2.5 糾纏相干態(tài)
    2.3 幾何量子計算
        2.3.1 基于阿貝爾幾何相位的量子計算
        2.3.2 基于非阿貝爾幾何相位的量子計算
3 在電路QED中制備量子存儲器的宏觀糾纏相干態(tài)
    3.1 研究背景與動機
    3.2 制備NV系綜的W-型宏觀糾纏相干態(tài)
    3.3 實驗可行性分析
    3.4 NV系綜的W態(tài)傳輸
    3.5 本章小結(jié)
4 多腔體系中的多目標比特非常規(guī)幾何相位門
    4.1 研究背景與動機
    4.2 多腔系統(tǒng)的模型和哈密頓量
    4.3 構(gòu)建多目標比特的非常規(guī)幾何相位門
    4.4 實驗可行性分析
    4.5 本章小結(jié)
5 結(jié)論與展望
參考文獻
作者簡歷與科研成果



本文編號：3989008