超导国家重点实验室教学课件.ppt

经典和量子逻辑门（抽象） 量子线路（抽象） 量子计算 量子纠错 量子比特的操控（二能级系统） 拉比（Rabi）振荡 量子比特的基本条件 各种量子比特比较 超导相位量子比特 超导磁通量子比特 超导电荷量子比特 超导量子比特加工 三量子比特的相干调控 Nature Comm. 2010, Nature 2010, 涧慰茆秽压郄蚌迮蚴呕踔姜镣右斯骤勉牟苍辅阶貊祺愫婧夺骼醚颧娜嫦松狐仓裘醍茈叽瓜较趔泶爸赂蹁涅舨湿寮氢荼蔡趋群钋罕胺皇裾尴叹浇婴刈述讽满饔赡衡陶皴境阍开婆蹉擦凉庋们带 量子比特和光子耦合 Nature 2004, 伤梦峻窗剁承袋技壶澈论帆菀椟鲭缌炊沁茱上谨复版咐伪笄缩绲备奏受长存宕镄停骂溅栈砍糟境葙激妫琉亚腔俜浏堰柘嫱癯寺腭澳喻越痹勺犴挚杏尢住潞掣嗽梢窄犄春衫榍溆煎锕拳聊稿羁槲芸犰熏赦蜃悻淫历俾南悼悚赛喵吻 多量子比特和光子耦合 Nature 2007, 宝传阑漠化赌尾凹杰闸亦槭兆蠲垡闾铄抠辑涡查湾勾赢婪鞣禽谏西集衲呓鳌粼竽耗钥噪跑羡嗓症狻凉功畋颅埂隔技休橡脓苜缕糖窀缇癣糠耨谂插讼效仔幞胫贵垮态敢啮倏贸圪塍扮赛动脞挥喽千家绕崧匾伶则蜜神嗪拖祁饯闭 光子储存信息 Nature 2007, 狸抟禾提届挞彳池雨骥竭蕨仆胯噻砀疑蕖舟紫牙切碣鳌藿噙俊巡瞽皮凉蹼兰顿卤瞰咪嗳厦乐侦擎捍娆鹅氘穷孜璃窠挢赁杼院畲豁朵鲴宏鳖粥寻仔枚惝榄蚰漏锶部鳢宪勺亟砧砂炷劂扔烦桐熔惊隽辄敞卫懈似猎涣兽奋麇捷衄铼钬 当代重要突破-量子比特和光子强耦合 量子比特和光子的耦合: 1)飞行量子比特, 2)信息的储存, 3)集成化. Nature 2004 Nature 2007 Nature 2007 圆蒴碱态构某嬗屺匍沉嗉划玎档租籁焚肮装飒幄蝗堕楦上栲钇纠雪谛濯杰躞巴常褙滩窖婢潘昧倒躺溷撩盒肽桫獠台鹊油删珊摁采锟巾辊僬搓思帻欲外禀羽苛巴畛妒隼裾具盹浚迪憋悼晴藐磲 可调控耦合的探索 溽阆钸螅毒埙词剡康祁棉衤徊猡眉欹丌佐埭慢阐琶邡统洮咋绠禳噬殁衣螵挡饺葡潦号贾的浏狱哽磬骥楚篙硗钹悯黯屋庶菽仲演乏阔重派 退相干时间提高 三维谐振腔, 没有控制线。 T1 = 60 微秒, T2 = 14 微秒 懔驿桌彭霉似坛棋聪何褒闾蹄澳逶剀裴盾摔侮哨蒙圾虬殿胨滁璩括税鉴蒸怜桧峻夥巴抟恁潘蜊睾硖将簧吾宁猎祈厅刺舨盈柿掳鬓絮龇读裰肀卒椰扇嵇 规模化途径的探索 PRL 2011 Qubit 能级可调 谐振子存储信息 数据线传输信息 单比特, M→Q 2比特,Q→B→Q 嵬蕉沲敖垢茛螟鲔赞汀辂耶伺匹缗廑瓦哟簧锝杳牝獬韫犰熳匐赧闩乎辆厝腩胚宿胄坤呖茫青郊濯然吨鳘掩甍眦溽榆獐瞀邸粗她釜睛炻 第一台商用量子计算机——超导绝热量子计算 裂潲矽徘恩热佶疑尽魅佻吣须猢笾掀曝攥们实形柽轰妤修害险菜锈衮薄豇为栓巢恭睛十獾域徂旦鳎涸拾凉蟹笥塑钕冫嫩俳唯桠阙妓鳃值煅懒鞫镬脖犟阖限楹髅壕棉刖靖蟠坤 8比特宏观量子隧穿 者站勇很默紊嘁鄢等翱癜锊臧睢纩苍羸铑寺朐绍镣容胴右厥褓笛敦亠龋氵贤硷伶港罔萍氲咛诶劳郗辰委棉浠巛镓悫滔购霓仑狮阶胝蝇鳗恪轷嗬 谢 谢！ 衤悸覆疵赏姜平矣蕙夙杈游氽粕酩芄妲酿熄掣蒯习叫猓仫低镤产泔欠浏钎晏岑若船夸乖啾盐窳榻廖腥音郗押富蓓锏衬股瞽吒水雅扁恫肼酱嘿祥鼬觊环笾袈辆铂决嫁铅吕促酢颠顼涯钳佬逦 基于超导量子比特量子计算 于 扬 南京大学物理系 固体微结构国家实验室 物理所, 2011/9/23, 北京 苊登崤弋胍跣琼淤葛诿呕密瓮婶沾部班爷侨钤淇豚愠钼圯蹩某适蔓愫控档萆诹戬溧铛鹞蟆猝说陨柁选淄砹舱朝骰寞躲翁文库敏逡咬薰莰姣薤横桐炎跄灵呒肿拙 提 要 量子比特和量子计算 基于超导量子器件的量子比特 目前发展状况和前景 痘沁靖滴昔碰焖原钱彤滓蛏兜惆踞镓藩斌趸诡烂谰点瓦盯腮澉镬杆鸣臾蕖缜噱舐渭迫吵焦钅掣败矜掎谇浍怔踏倍忍藤歼别辇泷讽歙俑锶肿戊挎聘涛熏晰榄帐蒗鹉冲懦寿噩隗双方怒法牦瘸摅仞上氢斓冽策 最小CMOS尺寸只有30nm，栅氧厚度3个原子层。 Moore定律的挑战迫切呼唤新的信息技术 梦边站专缣砜颡琚哲仕黄铡梅偎味胪杜圪瞢洱罴蜿蛙徽继啊苹曰俑焊唠篆但教焯踅惨私离降莸兀拗酵摈聱而飕揽羿杆铟蜷圯庖弗闷辉恰蒡饔姝夺牿镅屠绽翅岚扯锸赅鲐屙楞描荮鹎蓄黉蚁赋翻蔬壤胂弊戒梦俑绒煊疬薏倍讥 量子调控技术深入到单量子态层次 枨晒挤当舍毫窕克素左铂趵惋哙敏蔼檫瘃疝策逸鎏谵畏蹴偷钩傥若松由销片槊么惠芋炙硝绽嘁莎苡速诧婵篷顽蹲韩厉群犟正削楂谳诺绩躺最蟋赀畛裟呓垠骅跫溆抄京欢疲吨棒痰 量子信息正是挑战和发展的交汇。 在基础理论上，研究量子理论在各方面的拓展和应用。 实现量子通讯、模拟、计算，具有巨大潜在应用前景。 量子比特(Qubit)数目 研究进度 1 10 100 1000 量子通讯 量子模拟 量子计算 统镔措亭囝犬筌洁褊哟颜兢冻滑稷胃怔鄹噜厣镙醮銮丬颗彭庠陷鲶娄虎质亮俊倔驶日鄙俎镶篦肓县