多體系統(tǒng)中的量子計算、調(diào)控與量子關(guān)聯(lián).pdf

1、量子計算理論向我們展示了誘人的前景，然而要真正實現(xiàn)有實用價值量子計算機，我們?nèi)杂幸恍l件沒有達到，目前的實驗技術(shù)條件制備的量子比特往往還不能同時具有良好的相干性和集成性。另外，還有一個重要的問題需要我們更深一步探索，那就是，當我們把很多量子比特集成在一起的時候，如何可以更好的進行量子計算。本文主要介紹了我們在多體系統(tǒng)中關(guān)于量子計算、調(diào)控與量子關(guān)聯(lián)三個方面的研究工作，主要包括：
　　 (1)我們提出了一個用超導(dǎo)Josephson結(jié)

2、量子比特實現(xiàn)一個自包含的量子制冷機的方案。這個制冷機系統(tǒng)中包含三個量子比特，分別充當待降溫目標、制冷機和熱機的角色。通過調(diào)節(jié)適當?shù)墓舱駰l件，這三個量子比特可以從直接的兩體作用產(chǎn)生等效的三體相互作用。另外，通過向這三個量子比特輸入不同強度的電流噪聲，我們可以為它們提供不同的等效溫度，從而不需要其他外加調(diào)控就可以使這個制冷機系統(tǒng)得以持續(xù)工作。
　　 (2)我們演示了在一個由Josephson磁通量子比特搭建成的陣列上用隧穿的方法進行

3、量子計算的過程。這個是一個具有拓撲序的系統(tǒng)，它基態(tài)空間的簡并度與陣列上穿孔的數(shù)量有關(guān)，即與陣列的拓撲有關(guān)。我們演示了如何在這個簡并空間中對邏輯量子比特進行編碼，并通過施加適當?shù)耐鈭?，?qū)動準粒子沿特定的非平庸路徑運動，從而完成對邏輯量子比特的操作。原則上，在這個系統(tǒng)上可以進行通用的量子計算。
　　 (3)我們研究了在拓撲相變系統(tǒng)中的量子關(guān)聯(lián)，包括一維的和二維的系統(tǒng)。我們發(fā)現(xiàn)，在二維的拓撲相變系統(tǒng)中，局域的量子關(guān)聯(lián)會完全消除，而一維