量子信息處理器的物理實(shí)現(xiàn).pdf

1、21世紀(jì)是信息化時(shí)代，人類(lèi)社會(huì)前進(jìn)的步伐也隨著計(jì)算機(jī)的飛速發(fā)展逐漸加快，伴著信息處理器的計(jì)算能力的不斷提高，這將導(dǎo)致計(jì)算機(jī)芯片隨著時(shí)間的推移高度集成化，逐漸達(dá)到納米量級(jí)，這個(gè)時(shí)候由于熱耗散效應(yīng)使得經(jīng)典計(jì)算機(jī)的可靠性受到破壞。因此尋求全新的有效的、可靠的、穩(wěn)定的計(jì)算體系是非常重要的和急迫的。
　　正是基于上述目的，量子計(jì)算和量子信息成為近年來(lái)物理學(xué)的最前沿課題之一?；诹孔佑?jì)算并行性，量子計(jì)算具有從根本上超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力，而

2、且保密通訊方面也具有巨大的潛在應(yīng)用價(jià)值。而基于量子點(diǎn)的量子計(jì)算、調(diào)控和態(tài)工程是其中的一個(gè)重要的研究方向。
　　本碩士論文利用最新型半導(dǎo)體材料——摻雜H-terminated硅晶表面形成的自由鍵構(gòu)成的電子電荷量子比特與線性腔耦合形成的腔電動(dòng)力學(xué)體系(cavityquantum electrodynamics)實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算。研究摻雜磷的硅晶表面由于氫氣的附著產(chǎn)生的兩個(gè)距離非常近并且共用一個(gè)自由電子的自由鍵，這樣的體系構(gòu)成的電子電荷量子

3、比特相比于其他量子點(diǎn)體系具有較長(zhǎng)的相干時(shí)間、尺寸小以及對(duì)實(shí)驗(yàn)溫度要求低的特點(diǎn)。通過(guò)與線性腔耦合并控制整個(gè)系統(tǒng)的演化時(shí)間我們實(shí)現(xiàn)了對(duì)單量子比特門(mén)和雙量子比特操作，由于硅晶體其本身具有的穩(wěn)定性和可擴(kuò)展性，使得基于硅晶表面自由鍵電荷量子比特成為實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算最有希望的方案之一。
　　除了電子電荷量子比特以外，由于光子可以長(zhǎng)距離傳輸以及受外界的干擾較小，而且我們很容易對(duì)光子的路徑以及偏振進(jìn)行操作和控制，因此選取光子作為信息載體一直受到人們的