超导量子比特系统的特殊光学性质与其对量子信息的应用

项目名称： 超导量子比特系统的特殊光学性质与其对量子信息的应用

项目编号： No.11404415

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 殷灏

作者单位： 珠海澳大科技研究院

项目金额： 24万元

中文摘要： 超导量子比特是在超导电路上实现量子存贮和计算的基础元件。在电路量子电动力学的框架下，它多被作为一个类二能级原子系统来考虑。不过，超导量子比特不完全等价于二能级原子，它拥有单个量子比特能隙可调，多个量子特比间间距可控等特殊物理性质。本课题旨在发展出一套适用于超导量子比特系统的特殊光学理论，并阐明这类光学性质对量子信息的应用所产生的影响。课题的主要内容有三大方面：（1）研究单个超导量子比特的高阶磁化率与能隙、弛豫时间、退相干率等系统参数的关系，计算它对多光子相互作用的响应，发展基于电路量子电动力学的非线性光学理论。（2）研究多量子比特系统的合作现象，计算系统内激子极化子等与间距的关系，发展超导电路上的介观量子光学理论。（3）以前两方面为依据，研究超导量子比特系统上量子态的特殊纠缠性质。本课题的目标在于通过对这些特殊光学和纠缠性质的认识，提出多样化量子信息处理器件的设计方案。

中文关键词： 超导量子比特；光学非线性效应；电磁诱导透明；量子纠缠；超导传输线腔

英文摘要： Superconducting qubits are the fundamental elements in superconducting circuits to realize quantum storage and computation. Under the framework of circuit quantum electrodynamics, they are regarded as quasi two-level atomic systems. However, superconducti

英文关键词： Superconducting qubit；Nonlinear optical effects；Electromagnetically induced transparency；Quantum entanglement；Superconducting transmission-line cavity