刻蝕石墨烯量子點(diǎn)中電荷態(tài)隧穿耦合與消相干的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、量子比特是量子信息科學(xué)中最基礎(chǔ)的單元，理論上只要是量子兩態(tài)系統(tǒng)都可以作為量子比特。但實(shí)際應(yīng)用中，量子比特必須平衡“易于讀出”與“不受環(huán)境漲落影響”兩個(gè)相互矛盾的條件。前者要求系統(tǒng)與外界有足夠強(qiáng)的耦合，后者則要求與外界的耦合不能太強(qiáng)。固態(tài)系統(tǒng)、冷原子系統(tǒng)、光學(xué)系統(tǒng)等在這個(gè)平衡上各有長(zhǎng)處。
　　固態(tài)量子比特中的一個(gè)重要分支是基于半導(dǎo)體技術(shù)的固態(tài)量子點(diǎn)系統(tǒng)。在本領(lǐng)域中，需要嘗試不同的材料，并活用納米加工技術(shù)使材料更合適。石墨烯量子點(diǎn)即是

2、近五年來(lái)本領(lǐng)域中一個(gè)重要的方向。
　　在本論文中，我們以刻蝕石墨烯納米帶量子點(diǎn)為切入口，通過(guò)一系列實(shí)驗(yàn)測(cè)量其基礎(chǔ)的量子態(tài)參數(shù)。
　　1.本文第一章中介紹了我們自己的納米加工方案，利用低溫顯影技術(shù)、新的電極制備方案，增加了樣品結(jié)構(gòu)的可重復(fù)性并減少了殘膠。
　　2.本文第三章中測(cè)量雙量子點(diǎn)點(diǎn)間隧穿耦合的實(shí)驗(yàn)里，我們發(fā)展改進(jìn)了前人的方法，首次在刻蝕石墨烯量子點(diǎn)中實(shí)現(xiàn)了對(duì)隧穿耦合的精確測(cè)量。并且進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，該體系的隧穿耦合與電

3、勢(shì)定義的量子點(diǎn)一樣，可以通過(guò)門電極電壓調(diào)制。
　　3.本文第四章中的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)都基于“反射式超導(dǎo)諧振腔-刻蝕石墨烯量子點(diǎn)”混合器件。第一個(gè)實(shí)驗(yàn)通過(guò)超導(dǎo)諧振腔與量子點(diǎn)的耦合，提取出了石墨烯量子點(diǎn)中電荷態(tài)的消相干時(shí)間。該參量對(duì)于一個(gè)系統(tǒng)是否可做量子比特至關(guān)重要。值得一提的是，石墨烯量子點(diǎn)內(nèi)電荷態(tài)的消相干時(shí)間是首次被測(cè)量。
　　4.本文第四章的第二個(gè)實(shí)驗(yàn)里，我們將諧振腔與兩個(gè)石墨烯雙量子點(diǎn)同時(shí)耦合起來(lái)，利用諧振腔內(nèi)的微波光子，實(shí)現(xiàn)了