《超導量子比特中的兩能級系統》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：超導量子比特中的兩能級系統
- 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
量子計算和量子信息處理具有經典計算和經典信息處理無法實現的強大優勢，作為一個多領域交叉的重要課題，已成為當前國內外研究的重點和熱點。超導量子比特作為固態電路，具有很好的集成性、擴展性、可控性，成為最有可能將量子計算和量子信息處理實用化的物理載體之一。然而，超導量子比特中存在著兩能級系統。這些兩能級系統對超導量子比特的測量、量子性能等都有著直接的影響。本課題主要通過改變材料、製備工藝、結參數、外界控制參數等，在低噪聲、極低溫條件下，研究超導量子比特中的兩能級系統的特性、兩能級系統對超導量子比特性能的影響、超導量子比特和兩能級系統兩者之間的耦合以及將兩能級系統作為一個天然的量子比特來使用等等。開展這一研究，將充分揭示超導量子比特中的兩能級系統的成因和物理本質，同時，實現由超導量子比特和其他系統構成新型的異質量子比特系統，另外，對於超導量子比特自身的大規模擴展也將提供重要的參考。
結題摘要
超導量子比特作為固態電路，在集成性、擴展性、可控性上具有很好的優勢，成為最有可能將量子計算和量子信息處理實用化的物理載體之一。然而，超導量子比特中存在的微觀兩能級系統（TLS），對其測量、量子性能等都產生了直接的影響。通過該面上項目的資助，我們研究了超導量子比特中TLS的特性、TLS對超導量子比特性能的影響、超導量子比特-TLS耦合系統的量子特性等。具體包括：1、測量了超導量子比特的能譜，通過理論模型，分析了TLS對超導量子比特能譜的影響，確定了兩者之間的耦合方式是橫向耦合模式占主導地位； 2、利用微波綴飾態和3個TLS，構建了多量子比特系統，進行了Landau-Zener-Stückelberg量子干涉的研究；3、用新的方法，測量了超導量子比特-TLS耦合系統的糾纏，觀察到了糾纏衰減、糾纏死亡和復活等；4、從理論上，分析了TLS和微波場之間的耦合強度對超導量子比特-TLS耦合系統的影響。這一系列的研究，揭示了超導量子比特中的兩能級系統的成因和物理本質，同時，實現了由超導量子比特和TLS構成新型的異質量子比特系統，對於超導量子比特自身的大規模擴展提供了重要的參考。
