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《南京大学》 2012年
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超导磁通量子比特电路的电子束蒸发制备及其参数设计

朱冉  
【摘要】:以量子计算机和长程量子通信为研究目标的量子信息科学是目前信息科学的研究前沿,在传统计算机遭遇摩尔定律带来的技术瓶颈和物理极限的现状下,量子计算这个新型的计算体系让我们看到了新的希望。能够满足量子计算条件的物理载体中,超导约瑟夫森结系统是最有发展潜力的量子比特系统之一,它基于超导宏观量子相干效应。本论文对超导量子比特的电子束蒸发制备工艺、磁通量子比特电路的结构和参数设计进行深入细致的研究工作。主要的研究内容工作及成果有: 1.电子束蒸发制备工艺 针对新设计制做的多源电子束蒸发设备系统,进行仪器的操作与调试,整理和归纳了仪器调试和试蒸发数据,确定了蒸发最佳条件,工艺参数的范围,并针对蒸发过程中出现的几个主要的问题:Al材料爬壁溢出问题和坩埚散热不佳问题等,分析了它们发生的原因,并提出了解决办法。 2.超导磁通量子比特电路的结构设计 阐述了组成超导磁通量子比特电路的核心部件:RF-SQUID.DC-SQUID.偏置电路三个部分的原理。分析了它们的功能和影响其量子状态的参数,以及各部分之间的互相作用和影响,使系统能够满足量子计算的要求。 3.超导磁通量子比特电路的参数设计 引出了影响RF-SQUID势能函数的两个重要参数外磁通Φx和βL,并根据RF-SQUID系统势阱中的能级数目与相对势垒高度之间的关系,对能级数与参数Φx、和βL的关系进行了Matlab仿真,由此得出了βL与RF-SQUID环路电感的对应数值关系,将其用于超导磁通量子比特电路的光刻掩膜版图设计中。最后完成了超导磁通量子比特电路的光刻掩膜版图设计。 电子束蒸发制备工艺以及超导磁通量子比特电路的设计为超导量子比特电路的制备提供了坚实的实验基础,对于超导量子比特技术的发展具有重要的意义。
【学位授予单位】:南京大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:O413.1;TP3

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