基于超導(dǎo)電路系統(tǒng)量子非破壞性測(cè)量的量子信息處理.pdf

1、量子信息理論自上世紀(jì)八十年代提出后就得到了飛速發(fā)展，逐漸在九十年代形成完整的理論體系。這個(gè)基于量子力學(xué)的新興學(xué)科，挑戰(zhàn)經(jīng)典理論的同時(shí)具有不可限量的前途，人們逐漸發(fā)現(xiàn)一些在量子尺度特有的物理性質(zhì)，如量子糾纏，量子不可克隆，量子態(tài)的疊加與相干等等，可以應(yīng)用于信息領(lǐng)域。基于量子原理的信息計(jì)算、存儲(chǔ)、讀取等方面遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于經(jīng)典方法，例如利用量子態(tài)疊加特性實(shí)行的并行算法可以指數(shù)提高運(yùn)算速度，利用量子不可克隆定理可以完成信息的絕對(duì)加密傳輸，利用量子度量

2、學(xué)可以極大提高測(cè)量精度，突破標(biāo)準(zhǔn)量子極限等等。
　　量子信息領(lǐng)域也面臨著很多實(shí)驗(yàn)困難，比如量子比特的集成和擴(kuò)展、信息存儲(chǔ)和讀取的效率、量子比特與外界環(huán)境相互作用而導(dǎo)致的退相干等等。超導(dǎo)電路系統(tǒng)由于其優(yōu)越的性能，是目前量子信息領(lǐng)域研究的熱門實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。
　　本文將就超導(dǎo)電路系統(tǒng)的量子信息處理、約瑟夫森結(jié)性質(zhì)和量子非破壞性測(cè)量等若干問(wèn)題及其相關(guān)應(yīng)用前景進(jìn)行討論，主要工作涉及以下幾個(gè)方面:
　　1、超導(dǎo)量子比特退相干時(shí)間較短，

3、將量子比特信息寫入一個(gè)退相干時(shí)間較長(zhǎng)的腔內(nèi)可以提高量子計(jì)算效率。針對(duì)超導(dǎo)電荷量子比特和超導(dǎo)傳輸線腔耦合而構(gòu)成的腔QED系統(tǒng)，利用電路量子電動(dòng)力學(xué)原理，分析其量子非破壞性測(cè)量的條件，并利用量子非破壞性測(cè)量，完成對(duì)Fock態(tài)及其任意疊加態(tài)的制備。
　　2、在制備過(guò)程中，超導(dǎo)量子比特和波導(dǎo)的耦合系數(shù)、失諧等參數(shù)會(huì)影響波導(dǎo)內(nèi)光子狀態(tài)，量子比特與腔的耦合方式也會(huì)對(duì)態(tài)的制備效果有一定的影響。在本文中我們進(jìn)一步對(duì)Fock態(tài)制備過(guò)程中系統(tǒng)各參數(shù)，