超導量子比特與環(huán)境的相互作用.pdf

1、量子計算在處理某些特殊的任務時具有比經典計算機更快的速度。固態(tài)量子比特由于其可集成性而成為實現(xiàn)量子計算機最具潛力的元件之一，然而，由于其自身過多的自由度使得它們通常嚴重地受到消相干的限制。于是本文將從環(huán)境的不同初態(tài)出發(fā)，主要研究固態(tài)量子比特與環(huán)境（聲子庫）的相互作用。 1．首先，研究了超導約瑟夫森電荷量子比特與環(huán)境耦合系統(tǒng)的時間演化特性。研究發(fā)現(xiàn)，環(huán)境的初態(tài)對整個耦合系統(tǒng)的時間演化有著重要影響。假定初始時刻電荷量子比特處于激發(fā)態(tài)

2、并且與聲子庫共振（△=0），當環(huán)境初始處在真空態(tài)時，其演化性質類似于二能級原子的自發(fā)輻射。當環(huán)境初始處在粒子數(shù)態(tài)時，其基態(tài)和激發(fā)態(tài)的概率幅分別具有余弦求和與正弦求和的形式。 2．其次，研究了約瑟夫森電荷量子比特的耗散特性。通過對比在不同溫度下聲子庫處于不同初態(tài)時環(huán)境對電荷量子比特的影響程度，我們發(fā)現(xiàn)在溫度較高（500 mK）時，如果環(huán)境初始處在粒子數(shù)態(tài)，那么翻轉算符的衰減時間會比環(huán)境處于熱平衡態(tài)時的衰減時間更長，即相干時間更長，