超導(dǎo)量子電路中微波相干效應(yīng)的研究.pdf

1、量子相干和干涉效應(yīng)是量子光學(xué)和激光物理中非常重要的課題之一，基于相干效應(yīng)的許多新穎的量子現(xiàn)象已經(jīng)得到了研究學(xué)者的深入研究。另一方面，超導(dǎo)量子電路，又稱(chēng)人工原子，近年來(lái)在量子信息和計(jì)算方面得到了廣泛的應(yīng)用。超導(dǎo)量子比特是一種固態(tài)裝置，不僅易于設(shè)計(jì)性，而且有很好的參數(shù)可控性和實(shí)驗(yàn)制備性。因此，各種各樣的超導(dǎo)比特已得到了精確制備和廣泛應(yīng)用，而且，許多量子光學(xué)現(xiàn)象可以在超導(dǎo)量子電路系統(tǒng)中得以驗(yàn)證，在量子光學(xué)領(lǐng)域有著重要的研究和應(yīng)用價(jià)值。

2、　　本文中，我們主要研究微波驅(qū)動(dòng)的三能級(jí)型超導(dǎo) fluxonium比特電路系統(tǒng)的量子相干效應(yīng)。通過(guò)選擇合適的參數(shù)展現(xiàn)系統(tǒng)的量子光學(xué)特性，進(jìn)而分析系統(tǒng)的特征和量子現(xiàn)象的物理機(jī)制。研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)我們研究了三能級(jí)型超導(dǎo) fluxonium電路系統(tǒng)中的色散轉(zhuǎn)換特性。當(dāng)用三個(gè)微波場(chǎng)分別耦合于三能級(jí)超導(dǎo)fluxonium電路的三個(gè)不同的躍遷時(shí)，超導(dǎo)電路系統(tǒng)的吸收和色散譜強(qiáng)烈依賴(lài)于外場(chǎng)的相對(duì)相位和強(qiáng)度。當(dāng)相對(duì)相位/2改變到3/2時(shí)，

3、正負(fù)色散發(fā)生轉(zhuǎn)換，此時(shí)，吸收為零。正負(fù)色散轉(zhuǎn)換對(duì)光的超慢與超快傳播方面有著重要的應(yīng)用。而且，當(dāng)我們固定相對(duì)相位時(shí)，通過(guò)通過(guò)調(diào)節(jié)經(jīng)典場(chǎng)的相對(duì)強(qiáng)度也可以獲得無(wú)吸收的色散開(kāi)關(guān)。
　　(2)我們研究了三能級(jí)?型超導(dǎo)fluxonium電路系統(tǒng)中的相干布居捕獲現(xiàn)象。考慮三個(gè)外加場(chǎng)應(yīng)用于不同躍遷的物理模型，結(jié)果表明系統(tǒng)的相干布居捕獲效應(yīng)強(qiáng)烈地依賴(lài)外加場(chǎng)的相對(duì)相位和強(qiáng)度。當(dāng)相對(duì)相位為0或π時(shí)，最大的原子相干獲得，相干布居捕獲發(fā)生。但是當(dāng)相對(duì)相位為

4、π/2時(shí)，原子的相干性減弱。此外，當(dāng)固定相對(duì)相位為π/2并增強(qiáng)兩個(gè)低能級(jí)間的 Rabi頻率時(shí)，相干性減小。我們利用綴飾態(tài)方法解釋相對(duì)相位及強(qiáng)度對(duì)布居捕獲調(diào)制的物理機(jī)制。
　　總之，利用外加微波場(chǎng)與超導(dǎo)fluxonium電路系統(tǒng)的相互作用，依賴(lài)于外加場(chǎng)相位和強(qiáng)度的色散開(kāi)關(guān)和相干布居捕獲效應(yīng)發(fā)生。這里我們應(yīng)用了超導(dǎo)量子電路這個(gè)易操控的固態(tài)系統(tǒng)，而且采用的是可行性的實(shí)驗(yàn)參數(shù)。因此系統(tǒng)的量子光學(xué)特性在實(shí)驗(yàn)中可以觀測(cè)。我們的研究不僅有助于加