基于超导量子器件的集成化固态量子计算

项目名称： 基于超导量子器件的集成化固态量子计算

项目编号： No.11274156

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 于扬

作者单位： 南京大学

项目金额： 93万元

中文摘要： 超导量子器件具有初始化、调控、测量、集成都十分方便的突出优势，成为实现实用化的量子计算的主要候选系统之一。但是，超导量子器件和环境较强的相互作用导致其退相干时间较短，虽然目前达到量子比特的基本要求，但还不足以满足大规模量子计算的要求。另一方面，许多微观量子比特具有很长的相干时间，例如近来研究热点之一的金刚石NV中心就具有毫秒以上的退相干时间。因此，立足超导量子器件的优势，并发挥微观量子比特退相干时间长的特点，探索二者结合构成混合量子信息处理系统在基础研究和量子计算的实现方面都具有特别重要的意义。本项目研究集成超导量子器件和微观量子系统实现固态量子计算：包括耦合量子比特的设计和加工；超导量子比特和微观系统组成的混合系统中量子态的相干调控和探测；研究超导量子比特和微观量子比特的强耦合，进行集成化量子信息存储和量子信息处理；研究各种相互作用以及测量对量子相干以及系统退相干时间的影响。

中文关键词： 超导量子比特；超导谐振腔；退相干时间；量子模拟；

英文摘要： Comparing with other quantum bits, superconducting quantum devices possess advantages in initialization, manipulation, measurement, and coupling. Therefore, they are promising candidates for realizing quantum computing. However, the decoherence time for superconducting qubits is usually short due to the strong coupling with the environment. Although great progress has been made, it is still too short to do practicle quantum computing. On the other hand, the decoherence time for microscopic quantum bits is usually long. For instance, the decoherence time of the NV center qubit in diamond can be longer than ms. Therefore, it is worth to try to combine two systems together to do hybrid quantum computing. We will design and fabricate coupled qubits, investigate the interaction between qubits and environment. We will also investigate the readout of the qubits and study the decoherence causing by interaction and readout.

英文关键词： Superconducting qubits；Superconducting cavity；Decoherence time；Quantum simulation；