项目名称：基于电路理论的超导量子比特消相干机理的研究

项目类型：国家自然科学基金项目

项目批准号：10864002

项目负责人：嵇英华

资助经费：20万元

项目起止年月：2009.01-2011.12

项目简介：含超导量子比特的固态量子电路，由于具有损耗小、可规模化等特点，是实现量子通信与量子计算最有希望的方案之一。目前关于超导量子比特系统研究工作的一个重点是消相干与退纠缠的研究。本项目应用量子物理学与电路理论中的研究方法，对超导量子比特系统的动力学特性进行研究。研究内容包括：超导量子电路的结构、超导量子电路与环境之间的耦合方式、耦合强度等因素对系统动力学演化的影响。在本项目中，我们就超导量子电路的多能级结构、电路的结构及电路元器件参数对消相干的影响进行了比较系统的研究。主要研究结果表明：利用超导量子电路多能级结构是克服量子计算误差并提高量子门速度的一个有效途径。我们也对量子系统的初态、演化路径，系统与环境间的耦合模式等因素对纠缠动力学演化的影响也进行了比较深入的探讨。这方面的主要研究结果表明：通过优化演化路径与耦合模式，能够有效地避免环境引起的消相干并阻止出现完全退纠缠。同时，我们还对三能级量子系统在混合态下的量子几何相位进行了探索性的研究。基于研究工作，我们得到了一些比较有意义的结果，能够为实现超导量子比特的有效操纵提供一定的理论依据与指导。