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《华中科技大学》 2009年
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两耦合电荷量子比特与LC共振腔系统的纠缠特性研究

覃翠  
【摘要】: 近些年,量子信息和量子计算的研究得到了新的进展。特别是发展了以约瑟夫森电路为核心的超导量子比特的电路器件,具有低损耗,量子态参数可通过外场及电路参数来调控的优点。根据摩尔定律可以推测计算机的发展方向,为了实现含有几百个量子比特的量子计算机系统,固态的量子器件是不可缺少的原件。自从实验证明了可控的单库珀对盒子是宏观的二能级系统后,最近,对应用约瑟夫森结的超导电路有比较系统的研究。例如,研究了两个耦合电荷量子比特的量子振荡,超导电路中的腔量子电动力学等。 量子纠缠是量子计算和量子信息的基础。量子纠缠态是量子计算的基本信息。基于库珀对盒具有二能级的性质,它可看成是一个量子比特。本文利用这一性质研究了两个量子比特耦合系统的能级变化规律,并利用两量子比特与LC共振腔耦合构成类似于有耦合相互作用的两个二能级原子在真空场下的模型,研究模型的纠缠特性。 具体来说,本文主要分为以下几个部分: (1)第一部分是绪论,简要介绍了约瑟夫森器件产生的背景、意义和量子纠缠的理论; (2)第二部分简述了超导量子比特的基本原理,包括约瑟夫森结的理论,量子化的LC电路,人工原子的腔QED,并着重介绍了三种类型的超导量子比特; (3)第三部分研究了两个耦合电荷量子比特系统的能级变化规律,分别讨论了单电子能量,约瑟夫森能,耦合能三个参数对能级的影响; (4)第四部分研究了初态为激发态的两耦合电荷量子比特与LC共振腔相互作用系统的纠缠特性,通过求解纠缠度,讨论两个电荷量子比特之间的耦合相互作用量J及电荷量子比特和LC共振腔耦合相互作用量g对纠缠度的影响。模型的纠缠度基本可呈现出周期性的变化,两耦合电荷量子比特与LC共振腔的纠缠及两耦合电荷量子比特之间的纠缠主要由两电荷量子比特之间的耦合相互作用强度J影响,纠缠度随耦合相互作用强度J增大而减小。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:O431.2

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【参考文献】
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【共引文献】
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【同被引文献】
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