基于超导量子比特量子信息处理

《基于超导量子比特量子信息处理》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、硕士学位论文基于超导量子比特的量子信息处理QuantumInformationProcessingViaSuperconductingQubits学生姓名：高国军学科专业：光学研究方向：量子光学与量子信息指导教师：郑小虎副教授、曹卓良教授完成时间：2008年4月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明

2、并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日学位论文作者毕业去向：工作单位：电话：通讯地址：邮编：摘要摘要二十世纪八十年代以后发展起来的量子信息学是一门新兴的交叉学科，是量子力学与信息科学相结合

3、的产物。它的核心是用可控的量子系统来进行信息处理和量子模拟，主要内容分为量子计算和量子通讯两大部分。因其具有给信息工程带来划时代变革的巨大潜力，引起了广泛的关注。为了找到一个实现量子计算机的物理系统，世界各地的研究人员进行了不懈的努力并提出了多种量子系统方案。以约瑟夫森结为核心的超导量子比特是宏观量子比特，它的几何尺寸较大，它具有易集成、易调控、易耦合和易测量的特点；能使用现有的成熟的超大规模集成电路技术进行制造；同时，超导量子比特具有很大设计和加工的自由度，使我们能够把它们和别的量子系统结合起来，形成新的性能更优越的系统。因此在众多量子信息处理的物理系

4、统中，超导量子比特系统是最具前景的量子硬件之一。基于量子力学基本原理的量子算法展现了一种全新的计算模式，它极大地提高了计算效率，可以完成经典计算机无法完成的任务，同时量子算法的实现是构造量子计算机的基础。本文从介绍经典的超导约瑟夫森结的性质着手，过渡到在量子化状态下的超导量子比特的形成机制。提出了处于单模腔中超导电荷比特的Deutsch-Jozsa算法。此方案中两个超导电荷比特可以通过腔中的光子有效的耦合。关键词：纠缠态；Deutsch-Josza算法；超导约瑟夫森结-1-AbstractAbstractQuantuminformationisacros

5、ssubjectwhichisnewdevelopedafter1980s.It’sacombinationofQuantummechanicsandInformationScience.Thecorecontentistodoinformationdisposingandquantumsimulatingwiththequantumsystemwhichcanbemanipulated.Ithastwopart,quantumcomputationandquantumcommunication.Forthehugepotentialintheinfor

6、mationengineering,thescienceofquantuminformationhasattractedextensiveattention.Inordertofindasuitablephysicalsystemforquantumcomputer,researchersaroundtheworldhavemadeunremittingeffortsandhaveproposedseveralschemestorealizingquantumsystem.Basedonsemiconductor,Superconductingquant

7、umsystemisamacroscopicalquantumsystemwithlargedimension.Ithastheadvantageofeasytointegrate,manipulate,coupleandmeasure.ItcanbefabricatedwiththematuretechnologyofGSI.Forthewiderangeofdesignandprocessingfreedom,onecancombinethemwithotherquantumsystemstoformaquantumsystemwithmoresup

8、eriorcapability.Amongseveralsolidquantum