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实现超导量子比特芯片的微纳加工方法 被引量：1
1
作者 宿非凡 杨钊华 《物理与工程》 2024年第2期10-18,共9页
近年来随着各个科技强国和科技巨头企业的高度重视,超导量子计算技术发展迅速,在不到10年的时间内单个超导量子比特的退相干时间增长了5个数量级,从纳秒提高到了百微秒的量级,并有望提高到毫秒量级甚至秒的量级。超导量子比特芯片的制... 近年来随着各个科技强国和科技巨头企业的高度重视,超导量子计算技术发展迅速,在不到10年的时间内单个超导量子比特的退相干时间增长了5个数量级,从纳秒提高到了百微秒的量级,并有望提高到毫秒量级甚至秒的量级。超导量子比特芯片的制备是实现超导量子计算的基础,作为“物理前沿介绍——超导量子计算”系列的第六篇,本文系统阐述制备超导量子比特及其辅助器件芯片的微纳加工方法,并对制备方法的发展趋势作展望。通过本文,旨在帮助广大高校物理专业教师、高年级本科生、研究生以及对超导量子计算感兴趣的理工科背景读者系统了解实现超导量子比特芯片的微加工方法与工艺,全面地、实物化地理解超导量子计算技术。 展开更多
关键词 超导量子比特 约瑟夫森结 空气桥
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一种基于vizard的量子比特可视化仿真模型
2
作者 孙立炜 黄泽 +2 位作者 占梅 郭凌 林利军 《电脑与电信》 2024年第6期40-43,56,共5页
为了开展量子计算的科学研究和教育教学,产生了量子计算的仿真工具。Vizard是一款虚拟现实开发平台软件,适合建立三维模型,可以用Python语言进行快速开发。基于Vizard平台,提出了一种“糖果盒”量子比特可视化仿真模型。该模型采用量子... 为了开展量子计算的科学研究和教育教学,产生了量子计算的仿真工具。Vizard是一款虚拟现实开发平台软件,适合建立三维模型,可以用Python语言进行快速开发。基于Vizard平台,提出了一种“糖果盒”量子比特可视化仿真模型。该模型采用量子态棒棒糖描述量子比特的概率振幅,糖果半径表示模,糖棍与水平面的夹角表示辅角,打开盒盖后引起量子态棒棒糖塌缩。借助量子态棒棒糖,仿真了量子门元件,并用量子门元件搭建了量子电路。糖果盒模型比传统的布洛赫球更加容易描述量子比特的叠加态,而且通俗易懂、富有趣味性,适合量子技术的初学者和青少年的量子技术普及教育。 展开更多
关键词 量子比特 量子电路 可视化仿真
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一类三量子比特X态的几何量子失协
3
作者 卫佳宁 段周波 张钧 《数学物理学报（A辑）》 CSCD 北大核心 2024年第5期1144-1152,共9页
基于[Phys Rev Lett,124,110401(2020)]中提出的多体量子失协的定义,该文通过测量诱导给出了依赖于四个实参数的一类三量子比特X态的几何量子失协解析表达式,并给出了该类态几何量子失协的等高图.作为应用,该文研究了相位翻转信道下三... 基于[Phys Rev Lett,124,110401(2020)]中提出的多体量子失协的定义,该文通过测量诱导给出了依赖于四个实参数的一类三量子比特X态的几何量子失协解析表达式,并给出了该类态几何量子失协的等高图.作为应用,该文研究了相位翻转信道下三量子比特X态几何量子失协的动力学行为. 展开更多
关键词 几何量子失协 三量子比特X态 相位翻转信道
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我实现300离子量子比特的量子模拟计算
4
《电子产品可靠性与环境试验》 2024年第3期111-111,共1页
据报道,清华大学段路明研究组近日在量子模拟计算领域取得重要突破,首次实现512离子二维阵列的稳定“囚禁”冷却和300离子量子比特的量子模拟计算。该工作实现了国际上最大规模具有单比特分辨率的多离子量子模拟计算,将原来的离子量子... 据报道,清华大学段路明研究组近日在量子模拟计算领域取得重要突破,首次实现512离子二维阵列的稳定“囚禁”冷却和300离子量子比特的量子模拟计算。该工作实现了国际上最大规模具有单比特分辨率的多离子量子模拟计算,将原来的离子量子比特数国际纪录(61离子)往前推进一大步,并首次实现基于二维离子阵列的大规模量子模拟。在此项研究工作中,研究人员利用300个离子量子比特实现了可调耦合的长程横场伊辛模型的量子模拟计算。 展开更多
关键词 二维阵列 量子模拟 量子比特 单比特 计算领域 分辨率 清华大学 离子
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首个可操控机械量子比特创建
5
作者 刘霞 《电子质量》 2024年第11期28-28,共1页
据报道,瑞士苏黎世联邦理工学院研究人员成功创建出首个可操控的机械量子比特,其能以稳态、振动或两者叠加的状态保存信息。研究人员表示,机械量子比特“寿命”更长,为探测引力波等其他量子比特无法检测的微弱力场开辟了新途径。相关论... 据报道,瑞士苏黎世联邦理工学院研究人员成功创建出首个可操控的机械量子比特,其能以稳态、振动或两者叠加的状态保存信息。研究人员表示,机械量子比特“寿命”更长,为探测引力波等其他量子比特无法检测的微弱力场开辟了新途径。相关论文发表于最新一期《科学》杂志。研究人员表示,传统量子比特存在寿命(量子相干时间)短、易出错等问题,限制了它们的实际应用。 展开更多
关键词 量子相干 量子比特 《科学》杂志 引力波 论文发表 创建 寿命
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长寿固态量子比特实现有新法
6
《电子质量》 2024年第1期119-119,共1页
据2024年1月15日《自然·物理学》杂志报道,瑞士保罗·谢勒研究所、苏黎世联邦理工学院和洛桑联邦理工学院研究人员表示,长寿命的量子比特可在杂乱的环境中存在。这一观点推翻了以前的认知,即固态量子比特需要在超清洁材料中进... 据2024年1月15日《自然·物理学》杂志报道,瑞士保罗·谢勒研究所、苏黎世联邦理工学院和洛桑联邦理工学院研究人员表示,长寿命的量子比特可在杂乱的环境中存在。这一观点推翻了以前的认知,即固态量子比特需要在超清洁材料中进行超远距离隔离才能实现长寿命。如何使量子比特保留足够长的量子信息,是实用量子计算的主要障碍之一。人们普遍认为,长寿命量子比特的关键是清洁度。当量子比特开始与环境相互作用时,它们会通过一种称为退相干的过程丢失量子信息。 展开更多
关键词 超远距离 量子比特 量子信息 量子计算 退相干 长寿命 物理学 清洁度
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“阿尔法量子比特”展现准确纠错能力
7
作者 张梦然 《电子产品可靠性与环境试验》 2024年第6期122-122,共1页
据报道,最新一期《自然》杂志发布了谷歌“深度思维”团队的人工智能成果:一款名为“阿尔法量子比特”的人工智能解码器。这款解码器能以前所未有的精确度检测量子计算过程中出现的错误,且在100000轮模拟实验中均保持良好性能,这是构建... 据报道,最新一期《自然》杂志发布了谷歌“深度思维”团队的人工智能成果:一款名为“阿尔法量子比特”的人工智能解码器。这款解码器能以前所未有的精确度检测量子计算过程中出现的错误,且在100000轮模拟实验中均保持良好性能,这是构建稳定可靠量子计算机的关键步骤。 展开更多
关键词 纠错能力 解码器 人工智能 量子计算机 量子比特 阿尔法 模拟实验 精确度
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逻辑量子比特纠缠数量再创纪录
8
作者 刘霞 《电子质量》 2024年第12期26-26,共1页
据英国《新科学家》杂志网站近日报道,英国初创量子计算机公司Quantinuum宣布,他们成功实现50个逻辑量子比特的纠缠,创下逻辑量子比特创建和纠缠数量新纪录,为研发实用量子计算机奠定了基础。发现和纠正错误对计算机运行至关重要。但与... 据英国《新科学家》杂志网站近日报道,英国初创量子计算机公司Quantinuum宣布,他们成功实现50个逻辑量子比特的纠缠,创下逻辑量子比特创建和纠缠数量新纪录,为研发实用量子计算机奠定了基础。发现和纠正错误对计算机运行至关重要。但与传统计算机相比,量子计算机的纠错更困难且艰巨。因为量子物理定律的特殊性,使量子比特无法模仿传统计算机的纠错过程。为应对这一挑战,研究人员将多个物理量子比特编码为一个逻辑量子比特。这样编码信息,可以降低出错率。 展开更多
关键词 量子计算机 编码信息 逻辑量子比特 计算机运行 量子物理 杂志网站 纠正错误 出错率
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集成数千原子量子比特的半导体芯片问世
9
《电子质量》 2024年第7期34-34,共1页
美国麻省理工学院和MITRE公司展示了一个可扩展的模块化硬件平台,该平台将数千个互连的量子比特集成到定制的电路上。这种量子片上系统(QSoC:Quantum System-on-Chip)架构能精确调谐和控制密集的量子比特阵列。多个芯片可通过光网络连... 美国麻省理工学院和MITRE公司展示了一个可扩展的模块化硬件平台,该平台将数千个互连的量子比特集成到定制的电路上。这种量子片上系统(QSoC:Quantum System-on-Chip)架构能精确调谐和控制密集的量子比特阵列。多个芯片可通过光网络连接起来,从而创建一个大规模的量子通信网络。研究论文发表在近期的《自然》杂志上。由金刚石色心制成的量子比特,是携带量子信息的“人造原子”。 展开更多
关键词 半导体芯片 片上系统 量子通信网络 量子比特 量子信息 模块化硬件 网络连接 人造原子
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逻辑量子比特纠缠数量创新纪录
10
作者 刘霞 《电子产品可靠性与环境试验》 2024年第6期33-33,共1页
据报道,微软公司和原子计算公司宣布,他们使用激光固定超冷中性镱原子,让24个逻辑量子比特实现了纠缠。这是迄今纠缠逻辑量子比特数量最多的一次,有助造出能纠正自身错误的容错量子计算机。量子比特极其敏感,容易受到环境噪声影响,导致... 据报道,微软公司和原子计算公司宣布,他们使用激光固定超冷中性镱原子,让24个逻辑量子比特实现了纠缠。这是迄今纠缠逻辑量子比特数量最多的一次,有助造出能纠正自身错误的容错量子计算机。量子比特极其敏感,容易受到环境噪声影响,导致出错。 展开更多
关键词 逻辑量子比特 纠缠 微软公司 环境噪声影响 激光
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超导量子比特耦合与测控的物理原理 被引量：2
11
作者 宿非凡 杨钊华 《物理与工程》 2022年第4期210-217,228,共9页
把多个超导量子比特耦合起来并实现对它们的测控是实现超导量子计算的重要一步。作为“物理前沿介绍——超导量子计算”系列的第四篇,本文系统阐述超导量子比特耦合,操控与测量的物理原理,并给出了一套基本的量子操控与测量的流程。作... 把多个超导量子比特耦合起来并实现对它们的测控是实现超导量子计算的重要一步。作为“物理前沿介绍——超导量子计算”系列的第四篇,本文系统阐述超导量子比特耦合,操控与测量的物理原理,并给出了一套基本的量子操控与测量的流程。作为例子对新近一些超导量子比特实验的设计方案进行讨论,最后对超导量子比特测控基础表征过程给出统一的流程图,并对超导量子计算进行了展望。本文旨在帮助广大高校物理专业教师、高年级本科生、研究生以及对超导量子计算感兴趣的理工科背景读者系统了解操控与测量超导量子比特的物理原理。 展开更多
关键词 超导量子比特 微波测控技术 量子比特表征
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基于十量子比特团簇态的多量子双向链式受控量子隐形传态
12
作者 范萍 杨国旺 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期684-693,共10页
为了在多参与者之间实现链式量子通信,采用十量子比特团簇态作为量子信道(quantum channel,QC),提出一种在4方之间进行多量子比特初始态的双向链式受控量子隐形传态(bidirectional-chain controlled quantum teleportation,BCCQT)协议.... 为了在多参与者之间实现链式量子通信,采用十量子比特团簇态作为量子信道(quantum channel,QC),提出一种在4方之间进行多量子比特初始态的双向链式受控量子隐形传态(bidirectional-chain controlled quantum teleportation,BCCQT)协议.在通信参与者Alice、Bob、Charlie和通信控制者David之间进行量子通信,并且在量子通信过程中的安全性由控制者的权限和QC的纠缠特性予以保证的情况下,经过多量子比特初始态的复单转换、顺序通信、逆序通信、单重塑和复重塑等一系列复杂的过程和方法来重塑多量子比特初始态,实现了链式量子通信.结果证明该协议是可行的,同时,在此基础上对n+1方量子隐形传态和QC之间的关系提出了猜想. 展开更多
关键词 双向链式量子隐形传态 十量子比特团簇态 多量子比特初始态 量子态转换 H门操作 幺正操作(unitary operation UO) 重塑量子态
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非马尔科夫环境下耦合超导量子比特纠缠态的纠缠消相干 被引量：11
13
作者 嵇英华 徐林 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第1期58-64,共7页
利用共生纠缠度比较详细地研究了超导耦合量子比特在非马尔可夫环境下纠缠消相干的演化。研究结果表明:对于不同纠缠初态下的超导耦合量子比特,由于环境作用的记忆反馈效应,处于热平衡环境中的耦合量子比特的纠缠度总是会单调地趋向于... 利用共生纠缠度比较详细地研究了超导耦合量子比特在非马尔可夫环境下纠缠消相干的演化。研究结果表明:对于不同纠缠初态下的超导耦合量子比特,由于环境作用的记忆反馈效应,处于热平衡环境中的耦合量子比特的纠缠度总是会单调地趋向于零。进一步的研究结果还表明:在非马尔可夫过程中会很快地出现纠缠的突然死亡,耗散越强,纠缠的死亡越快;而在马尔可夫过程中则是缓慢地趋向纠缠的死亡。 展开更多
关键词 量子光学 纠缠 耦合量子比特 非马尔可夫过程 共生纠缠度
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铌基超导量子比特及辅助器件的制备 被引量：4
14
作者 宿非凡 杨钊华 +3 位作者 赵寿宽 严海生 田野 赵士平 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期27-41,共15页
近年来超导量子计算的研究方兴未艾,随着谷歌宣布首次实现“量子优势”,这一领域的研究受到了人们进一步的广泛关注.超导量子比特是具有量子化能级、量子态叠加和量子态纠缠等典型量子特性的宏观器件,通过电磁脉冲信号控制磁通量、电荷... 近年来超导量子计算的研究方兴未艾,随着谷歌宣布首次实现“量子优势”,这一领域的研究受到了人们进一步的广泛关注.超导量子比特是具有量子化能级、量子态叠加和量子态纠缠等典型量子特性的宏观器件,通过电磁脉冲信号控制磁通量、电荷或具有非线性电感和无能量耗散的约瑟夫森结上的位相差,可对量子态进行精确调控,从而实现量子计算和量子信息处理.超导量子比特有着诸多方面的优势,很有希望成为普适量子计算的核心组成部分.以铌或其他硬金属(如钽等)为首层大面积材料制备的超导量子比特及辅助器件(简称铌基器件)拥有其独特的优点以及进一步发展的空间,目前已引起越来越多的兴趣.本文将介绍常见的多种超导量子比特的基本构成和工作原理,进而按照器件加工的一般顺序,从基片选择和预处理、薄膜生长、图形转移、刻蚀和约瑟夫森结的制备等方面详细介绍铌基超导量子比特及其辅助器件的多种制备工艺,为超导量子比特的制备提供一个可借鉴的清晰的工艺过程.最后,介绍若干制备铌基超导量子比特与辅助器件的具体例子,并对器件制备的工艺与方法的优化做展望. 展开更多
关键词 超导量子比特 器件制备 量子计算
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利用量子比特间交换衰减实现无退纠缠的量子信息传输 被引量：3
15
作者 嵇英华 黄剑华 刘咏梅 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期40-46,共7页
在量子信息传输过程中,环境的作用会导致退相干与退纠缠。利用不同类型量子比特的优点,构成杂化量子比特系统是克服退相干效应、实现量子信息传输的一个有效方案。将耦合量子比特之间信息交换过程中存在的能量损耗(量子比特间的交换衰... 在量子信息传输过程中,环境的作用会导致退相干与退纠缠。利用不同类型量子比特的优点,构成杂化量子比特系统是克服退相干效应、实现量子信息传输的一个有效方案。将耦合量子比特之间信息交换过程中存在的能量损耗(量子比特间的交换衰减),与外部环境的退相干效应有机结合起来,可以实现无退纠缠效应的量子信息传输。给出了实现无退纠缠效应信息传输,交换衰减率与退相干时间匹配的约束关系、 展开更多
关键词 量子光学 杂化量子比特 交换衰减 纠缠 信息传输
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在双模腔QED系统中用原子-腔共振相互作用实现三量子比特Toffoli门(英文) 被引量：2
16
作者 唐世清 张登玉 +2 位作者 高峰 谢利军 詹孝贵 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第5期548-554,共7页
提出了一种在腔QED系统中用一个五能级原子通过原子-腔共振相互作用实现三量子比特Toffoli门的方案。在该方案中,两个量子化的腔模充当控制比特,而原子的两个低能态构成目标比特。数值结果表明,当同时考虑原子高能态的自发辐射和腔模的... 提出了一种在腔QED系统中用一个五能级原子通过原子-腔共振相互作用实现三量子比特Toffoli门的方案。在该方案中,两个量子化的腔模充当控制比特,而原子的两个低能态构成目标比特。数值结果表明,当同时考虑原子高能态的自发辐射和腔模的衰减对量子门保真度的影响时,腔场的衰减是主要的噪声来源。讨论了原子-光场耦合常数的偏差对三量子比特Toffoli门保真度的影响以及方案在实验上的可行性。 展开更多
关键词 量子信息 三量子比特Toffoli门 腔QED 保真度
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噪声对超导量子比特测量系统的影响 被引量：3
17
作者 王颖 许伟伟 +4 位作者 孙国柱 陈健 曹俊宇 丛山桦 吴培亨 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期53-55,共3页
详细介绍了噪声对超导量子比特测量系统的影响。测量系统通过对时间的测量来获得单个约瑟夫森结跳变电流统计分布P(I)。在测量电路中采取了一系列的降噪措施,使得实验所能测到的约瑟夫森结的最低等效温度进一步的降低。
关键词 约瑟夫森结 超导量子比特 降噪
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两个耦合约瑟夫森结磁通量子比特能级的研究(英文) 被引量：3
18
作者 嵇英华 胡菊菊 徐学翔 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期554-560,共7页
研究了两个(?)_(1z)(?)_(2z)Ising型耦合量子比特的能级,这是一种典型的赝自旋约瑟夫森结比特模型。论述了两个磁通量子比特通过耦合可以构成量子力学四能级系统;研究了两量子比特间主要因子含能量差ε,隧穿幅度t和耦合因子j(包括耦合... 研究了两个(?)_(1z)(?)_(2z)Ising型耦合量子比特的能级,这是一种典型的赝自旋约瑟夫森结比特模型。论述了两个磁通量子比特通过耦合可以构成量子力学四能级系统;研究了两量子比特间主要因子含能量差ε,隧穿幅度t和耦合因子j(包括耦合强度和耦合方向)对能级的影响。结果表明:对于由两个相同量子比特构成的系统,在Φ=(1/2)Φ处,不仅两抗铁磁态的能级受控于耦合因子,它们之间的跃迁频率也由耦合因子控制。 展开更多
关键词 光电子学 能级 耦合约瑟夫森结量子比特 Ising-型相互作用
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球型量子点量子比特的声子退相干效应 被引量：8
19
作者 刘莎莎 赵翠兰 《原子与分子物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1095-1099,共5页
采用求解能量本征方程、幺正变换及变分相结合的方法,研究声子效应对球型量子点中电子-声子系(极化子)能量、量子比特性质的影响.数值计算表明,能量随量子点尺寸的增大而减小,说明量子点具有明显的量子尺寸效应;当考虑声子效应时,能量... 采用求解能量本征方程、幺正变换及变分相结合的方法,研究声子效应对球型量子点中电子-声子系(极化子)能量、量子比特性质的影响.数值计算表明,能量随量子点尺寸的增大而减小,说明量子点具有明显的量子尺寸效应;当考虑声子效应时,能量、量子比特的振荡周期均减小,说明声子效应使得量子比特的相干性减弱;且量子比特内各空间点的概率密度均随时间做周期性振荡,不同空间点的概率密度随径向坐标和角坐标的变化而变化. 展开更多
关键词 球型量子点 量子比特 声子效应
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新型超导量子比特及量子物理问题的研究 被引量：4
20
作者 赵士平 刘玉玺 郑东宁 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第22期150-165,共16页
近年来,超导量子计算的研究有了很大的进展.本文首先介绍了nSQUID新型超导量子比特的制备和研究进展,包括器件的平面多层膜制备工艺和量子相干性的研究.这类器件在量子态的传输速度和二维势系统的基础物理问题研究方面有着很大的优越性... 近年来,超导量子计算的研究有了很大的进展.本文首先介绍了nSQUID新型超导量子比特的制备和研究进展,包括器件的平面多层膜制备工艺和量子相干性的研究.这类器件在量子态的传输速度和二维势系统的基础物理问题研究方面有着很大的优越性.其次,国际上新近发展的平面形式的transmon和Xmon超导量子比特具有更长的量子相干时间,在器件的设计和耦合方面也有相当的灵活性.本文介绍了我们和浙江大学与中国科学技术大学等单位合作逐步完善的这种形式的Xmon器件的制备工艺、制备出的多种耦合量子比特芯片,以及参与合作,在国际上首次完成的多达10个超导量子比特的量子态纠缠、线性方程组量子算法的实现和多体局域态等固体物理问题的量子模拟.最后介绍了基于这些超导量子比特器件开展的大量的量子物理、非线性物理和量子光学方面的研究,包括在Autler-Townes劈裂、电磁诱导透明、受激拉曼绝热通道、循环跃迁和关联激光等方面形成的一整套系统和独特的研究成果. 展开更多
关键词 超导量子比特 量子计算 量子模拟 量子光学
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