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基于固态量子电路的几个量子信息处理方案

作　者: 赵英燕
导　师: 姜年权
学　校: 温州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 固态电路超导比特量子克隆纠缠态
分类号: O413
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 9次
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内容摘要

近年来，随着量子信息学的发展，固态系统作为量子信息学的前沿性问题而被广泛研究。相比于腔QED、离子阱等系统，固态系统中的超导器件（如：超导器件包括约瑟夫森结、库伯对和超导量子干涉仪等）更容易被控制和扩展。由于超导约瑟夫森结其体积小，便于集成等优点，所以用含有约瑟夫森结的超导电路来研究量子信息问题已经成为这一领域的热点。本文通过对固态系统中超导比特与谐振腔（包括纳米谐振腔和超导传输线）的相互作用，设计出实现量子克隆及制备量子纠缠态的模型图，具体内容如下：1、类比腔QED系统，本文利用不同的超导电路来实现一般的量子克隆和最优的1→3经济实态克隆。2、在固态系统中通过利用磁通比特和LC电路的耦合来制备多比特的一维Cluster态。3、利用超导传输线和纳米机械谐振腔间的相互作用来实现相干纠缠态和相干压缩纠缠态。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
一、量子信息基础简介  9-17
  1 引言  9
  2 量子比特描述  9-11
    2.1 单量子比特  10-11
    2.2 多量子比特  11
  3 量子逻辑门简介  11-12
  4 量子信息特性  12-13
  5 二能级系统描述  13-15
    5.1 二能级系统中哈密顿量的表达形式  13-14
    5.2 孤立子系统状态的演化  14-15
  6 本章小结  15-17
二、超导器件简介  17-27
  1 引言  17-18
  2 基本超导量子比特和对应的哈密顿量简介  18-21
  3 基本超导器件间的耦合  21-24
  4 常用哈密顿量的一般处理方法  24-25
  5 本章小结  25-27
三、在超导电路中实现不同量子克隆  27-39
  1 利用超导磁通比特实现对称型近似远程量子克隆  27-32
    1.1 系统哈密顿量及单、双比特操作  27-28
    1.2 对称型近似远程量子克隆的实现  28-32
    1.3 实验可行性分析  32
  2 利用超导电荷比特实现最优 1→3 经济实态克隆  32-38
    2.1 模型简介  32-36
    2.2 最优 1→3 经济实态克隆的实现  36-38
    2.3 实验可行性分析  38
  3 本章小结  38-39
四、固态系统中 CLUSTER 态的制备  39-45
  1 模型简介  39-40
  2 CL UST ER 态的制备  40-44
  3 实验上可行性分析  44
  4 本章小结  44-45
五、利用超导传输线实现两比特的纠缠相干态  45-51
  1 两个超导传输线实现相干纠缠态  45-48
    1.1 模型及哈密顿量的简介  45-46
    1.2 有效哈密顿量的处理和 ECSS 的制备  46-48
  2 实验可行性分析和保真度的研究  48-49
  3 本章小结  49-51
六、利用纳米谐振腔和超导传输线实现两比特和多比特的相干压缩纠缠态  51-57
  1 模型及哈密顿量的简介  51-52
  2 相干压缩纠缠态的制备  52-55
    2.1 两比特的相干压缩纠缠态  52-54
    2.2 多比特的相干压缩纠缠态  54-55
  3 优点和实验可行性分析  55
  4 本章小结  55-57
七、总结与展望  57-59
  1 总结  57
  2 展望  57-59
参考文献  59-63
致谢  63-65
硕士研究生阶段发表的论文  65

基于固态量子电路的几个量子信息处理方案

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