納米機械共振腔的相干操縱及其在量子信息中的應用.pdf

1、自量子理論被提出以來，相干操縱量子系統就成為量子物理學中的一個研究熱點，量子信息科學的發(fā)展更加推動了這一問題的研究．近年來，隨著實驗條件和技術水平的進步，人們已經具備了相干操縱單個量子系統的能力．腔量子電動力學，離子阱、玻色愛因斯坦凝聚等物理系統的相干操縱已經得到了廣泛的研究．最近幾年，由于固態(tài)量子計算的推動，基于固態(tài)系統的相干操縱也得到了突飛猛進的發(fā)展．納米機械共振腔、超導量子比特、雙量子點量子比特、電路量子電動力學等系統的發(fā)展使人們

2、開始關注具有很好集成性和相干性的固態(tài)量子系統的相干操縱．研究這些量子系統的相干操縱不僅可以用來檢驗量子力學的基本理論，幫助加深理解量子力學的基本原理，還可以挖掘它們在未來尖端技術上的可能應用．本論文就納米機械共振腔的相干操縱、量子特性的探測以及在量子信息科學中的可能應用展開探討，根據物理系統的特性，設計合理可行的物理方案來實現納米機械共振腔的相干操縱和運用． 第一部分包括論文的第二章，主要介紹論文中用到的幾個基本物理系統s納米機

3、械共振腔、超導電荷量子比特、雙量子點電荷和自旋量子比特、以及電路量子電動力學的概念、結構和物理特性． 第二部分包括第三章和第四章，這一部分討論了如何利用量子比特作為輔助系統實現對納米機械共振腔的相干操縱，提出了利用超導電荷量子比特、雙量子點電荷和自旋量子比特來實現納米機械共振腔相干操縱的新機制，并基于這些操縱機制提出了制備納米機械共振腔的典型量子態(tài)(如：壓縮態(tài)、貓態(tài)和糾纏相干態(tài))的方案． 第三部分為第五章，提出了利用超導