Схемотехника сверхпроводниковых квантовых цепей Беседин Илья Станиславович

Короткий опис

Беседин, Илья Станиславович.
Схемотехника сверхпроводниковых квантовых цепей : диссертация ... кандидата физико-математических наук : 01.04.07 / Беседин Илья Станиславович; [Место защиты: ФГАОУ ВО «Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)»]. - Москва, 2022. - 217 с. : ил.
Оглавление диссертациикандидат наук Беседин Илья Станиславович
Введение
Глава 1. Теоретические сведения и обзор литературы
1.1 Квантовые компьютеры и симуляторы
1.1.1 Непрерывные и дискретные симуляторы
1.1.2 Квантовый компьютер и квантовые алгоритмы
1.1.3 Квантовые процессы и супероператоры
1.2 Квантовое описание электрических цепей
1.2.1 Функции Лагранжа и Гамильтона электрической цепи. Вторичное квантование
1.2.2 Сверхпроводимость и джозефсоновский контакт
1.2.3 Кинетическая индуктивность тонких плёнок сверхпроводников
Глава 2. Резонаторы
2.1 Резонансное рассеяние
2.2 Многопроводные линии передачи
2.3 Конформное отображение многопроводниковой копланарной линии
2.4 Матрица уравнений граничных условий модели передающих
линий. Теория возмущений
2.5 Матрица граничных условий для связанного передающей линией четвертьволнового резонатора
2.6 Добротность и сдвиг частоты распределённо связанного резонатора
2.7 Сравнение с численным расчётом
Глава 3. Трансмоны
3.1 Введение
3.1.1 Зарядовый кубит и трансмон
3.1.2 Квантовая электродинамика в электрической цепи
3.1.3 Трансмон под действием микроволнового излучения.
Сфера Блоха
3.2 Трансмон в объёмном резонаторе
3.2.1 Микроволновая полость
3.2.2 Трансмон
3.3 Экспериментальная установка
3.3.1 Микроволновая электроника и импульсы
3.3.2 Криогенное окружение
3.4 Спектроскопия
3.4.1 Однотоновая спектроскопия
3.4.2 Двухтоновая спектроскопия
3.5 Импульсные измерения
3.5.1 Калибровка считывающего импульса по насыщению
3.5.2 Осцилляции Раби и Рамзея, время релаксации
3.5.3 Единовременное считывание и оптимизация считывающих импульсов
3.5.4 Гауссовые импульсы и HD DRAG
3.5.5 Рандомизированное тестирование квантовых вентилей
3.6 Выводы
Глава 4. Двухкубитный квантовый процессор на трансмонах
4.1 Описание устройства
4.1.1 Электрическая схема и гамильтониан
4.1.2 Описание измерительной установки
4.1.3 Вычислительная модель
4.2 Калибровки
4.2.1 Спектроскопия
4.2.2 Калибровка смесителей
4.2.3 Прохождение считывающих импульсов
4.2.4 Осцилляции Раби под действием прямоугольных импульсов
4.2.5 Калибровка единовременного считывания
4.2.6 Точное определение частоты кубита с помощью последовательности измерений осцилляций Рамзея
4.2.7 Осцилляции Раби под действием последовательности гауссовых импульсов переменной амплитуды
4.2.8 Двухкубитное единовременное считывание
4.2.9 Измерение точности однокубитных операций при помощи рандомизированного тестирования
4.2.10 Двухкубитный вентиль
4.3 Квантовая томография процесса
4.4 Реализация алгоритма Гровера
4.4.1 Принцип работы алгоритма Гровера
4.4.2 Постановка задачи для двухкубитного сверхпроводникового квантового процессора
4.4.3 Результаты измерений
4.5 Выводы
Глава 5. Цепочка трансмонов
5.1 Описание эксперимента
5.2 Основные результаты эксперимента
5.2.1 Однофотонные возбуждения
5.2.2 Двухфотонные связанные состояния
5.2.3 Формирование дублонных зон
5.3 Экспериментальные и теоретические методы
5.3.1 Двухфотонные волновые функции
5.3.2 Изготовление образца
5.3.3 Измерение населённости трансмонов
5.3.4 Симуляция стационарной населённости узлов
5.3.5 Модель электрической цепи
5.3.6 Калибровка частот трансмонов
5.4 Выводы
Заключение
Список литературы
Список рисунков
Список таблиц
Приложение А. Базис Паули и группа Клиффорда
Приложение Б. Результаты измерений проекций процессов для
квантовой томографии
Приложение В. Измерение вольт-амперной характеристики
джозефсоновского контакта
Приложение Г. Результаты экспериментальных измерений резонаторов с конечной кинетической индуктивностью и учёт поправки на кинетическую индуктивность в расчётах