多種熱庫(kù)環(huán)境對(duì)超導(dǎo)量子比特量子關(guān)聯(lián)影響的研究.pdf

1、隨著量子計(jì)算和量子通信技術(shù)的發(fā)展,超導(dǎo)量子比特在量子信息技術(shù)中已顯示出了巨大的潛能。固態(tài)量子比特更是因?yàn)樗目杉尚远蔀閷?shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)最具有潛力的元件之一。但由于環(huán)境對(duì)量子比特的耗散作用過(guò)強(qiáng),在量子調(diào)控過(guò)程中,量子比特與環(huán)境的相互作用或者其他的原因,會(huì)導(dǎo)致量子相干性的消失,從而使量子信息散失在無(wú)法控制的環(huán)境中,出現(xiàn)退相干現(xiàn)象。量子關(guān)聯(lián)被認(rèn)為是研究量子信息過(guò)程中必不可少的一種資源,為此,我們研究了初始糾纏的量子比特在不同的環(huán)境下糾纏度和

2、量子失協(xié)的動(dòng)力學(xué)演化。
　　1.基于電路理論與Bloch-Redfield方程,研究了超導(dǎo)磁通量子比特電路的動(dòng)力學(xué)演化。在二能級(jí)近似下,我們比較分析了歐姆、亞歐姆、以及超歐姆熱庫(kù)環(huán)境對(duì)超導(dǎo)磁通量子比特退相干的影響。研究結(jié)果表明:(1)一般來(lái)說(shuō)可以通過(guò)選取弱耦合系數(shù),盡量降低與環(huán)境的耦合,獲得相對(duì)長(zhǎng)的退相干時(shí)間;(2)相比較來(lái)說(shuō),在其他條件不變時(shí),構(gòu)建一個(gè)亞歐姆熱庫(kù)環(huán)境或超歐姆熱庫(kù)環(huán)境更有利于提高退相干時(shí)間;(3)超歐姆熱庫(kù)環(huán)境下,

3、提高環(huán)境指標(biāo)系數(shù)有利于延長(zhǎng)超導(dǎo)磁通量子比特的退相干時(shí)間。因此,在一定的條件下,我們可以通過(guò)優(yōu)化電路的設(shè)計(jì),利用電感線圈間的耦合效應(yīng),降低系統(tǒng)的退相干。
　　2.我們?cè)诓煌h(huán)境耗散模型下,給出了耦合量子比特量子關(guān)聯(lián)的動(dòng)力學(xué)演化,比較研究了共生糾纏度和量子失協(xié)的變化特點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)糾纏度強(qiáng)烈地依賴于初始環(huán)境,并在演化過(guò)程中不可避免地發(fā)生糾纏死亡(ESD)現(xiàn)象;在一定的初始條件下,糾纏的演化會(huì)出現(xiàn)坍塌和復(fù)蘇效應(yīng)(dark and brig