《諧振器中的超導量子比特和微機械振子耦合系統》是依託南京大學，由孫國柱擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：諧振器中的超導量子比特和微機械振子耦合系統
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：孫國柱
- 依託單位：南京大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
異質量子比特耦合系統，是由不同類型的量子比特相互耦合組成的量子系統，可以充分發揮每種量子比特的優勢來彌補各自單獨使用時存在的不足。因此，異質量子比特耦合系統受到越來越廣泛的關注，在量子信息處理中有著巨大的潛力。在本項目中，我們將對諧振器中的超導量子比特和微機械振子耦合系統開展研究，包括諧振器和其中的耦合系統架構的設計、器件的製備和量子特性的測量，嘗試不同形式的諧振器、超導量子比特和微機械振子，嘗試不同強度的耦合併將其擴展到多個耦合系統。通過這一項目，我們將實現諧振器中超導量子比特和微機械振子之間的耦合，完成相互之間量子信息的傳遞、轉換、存儲和獲取。這一項目的開展，一方面可以更好的探索量子力學在巨觀系統中的行為，另一方面，將為超導量子比特和其他類型量子比特的相互耦合作用、以及自身的規模化發展提供重要參考。
結題摘要
異質量子比特耦合系統，是由不同類型的量子比特相互耦合組成的量子系統，可以充分發揮每種量子比特的優勢來彌補各自單獨使用時存在的不足。因此，異質量子比特耦合系統受到越來越廣泛的關注，在量子信息處理中有著巨大的潛力。在本項目中，我們對超導諧振器、超導量子比特和微機械振子開展了研究，包括不同架構器件的設計、製備和量子特性的測量。我們獲得超導量子比特的諸多量子特性，例如能譜、退相干、雙場驅動下的量子行為等等，並利用微波傳輸線對機械振子和諧振器進行激勵和測量，獲得了機械振子的振動頻率，及其隨外加激勵變化的情況，並實現了光壓控制機械振子的振動頻率和微波邊帶。在此基礎上，我們成功製備了超導量子比特和機械振子直接耦合的量子器件，包括一臂懸空的可調3DTransmon以及將真空縫隙電容作為其電容的平面Transmon等量子器件。我們實現了不需要光學諧振腔，即可實現光和微波的相互作用。這些結果對於進一步實現聲波、微波、光波、超導量子比特的耦合、信息轉遞和轉換等有著重要意義。
