基于缀饰超导量子比特的电磁诱导透明现象的研究

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1、分类号学号M201170136学校代码10487密级硕士学位论文基于缀饰超导量子比特的电磁诱导透明现象的研究学位申请人：廖灵敏学科专业：光学指导教师：葛国勤教授答辩日期：2014年1月15日万方数据AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringTheElectromagneticallyInducedTransparencyinDressedSuperconductingQuantumBitsCandidate:LiaoLingminMajor:OpticsSu

2、pervisor:Prof.GeGuoqinHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaJanuary,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保

3、留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要随着量子信息技术的发展，量子计算表现出来的巨大潜力让科学家们鼓舞。科学家及工程师们构想一种全新的信息处理机制，它的性能将呈指数倍数增长，远胜当前的计算机。由于超导量子比特（SQUBIT）具有强耦合的特点，很容易利用电感、电容和

4、传输线实现复杂拓扑结构的多能级系统；并且它具有宏观尺寸的特点，很容易利用现有的微纳加工平台实现集成。近些年来，基于约瑟夫森结的SQUBIT表现出来的宏观量子效应引起了人们的广泛关注，它被认为是一种可以实现量子计算的有前景的途径。与以往的不同，我们研究一个基于约瑟夫森结的SQUBIT与缀饰场相互作用形成多能级的缀饰SQUBIT。我们考虑将缀饰SQUBIT与单个控制场相互作用形成一个-型三能级系统，并研究在强控制场作用下的电磁诱导透明（EIT）现象，以及缀饰场和控制场的失谐对EIT现象的影响。在这个基础上，我们考虑将缀饰SQUBIT与两个控制场相互作用形成一个倒Y-型四能级系统，同样，我们也分析

5、了缀饰场和控制场对这个系统的EIT现象的影响，并且研究了打开控制场时的瞬态演化过程。我们通过半经典的方法研究缀饰SQUBIT，发现缀饰场的开关效应：通过改变缀饰场的失谐量，可以使系统在EIT和电磁诱导吸收（EIA）之间转换。对于倒Y-型四能级系统，关闭其中一个控制场，可以使四能级系统退化为经典的-型三能级系统或-型三能级系统。同时，控制场的强度影响EIT现象的产生与否，控制场的失谐量也对EIT现象产生明显的影响。最后，我们通过研究倒Y-型四能级系统的瞬态演化过程，我们发现系统在几百纳秒内能够趋于稳定，对探测场表现出吸收或透明。这让我们看到了研制新的量子存储器件的希望。本文的主要内容和结构如

6、下：第一章主要介绍研究背景及个人工作；第二章主要介绍基本概念及本论文使用到的研究方法；第三章主要介绍基于缀饰SQUBIT的-型三能级系统；第四章主要介绍基于缀饰SQUBIT的倒Y-型四能级系统；最后一章是总结。关键词：约瑟夫森结；超导量子比特；缀饰态；电磁诱导透明I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofquantuminformation,quantumcomputationshowsthegreatpotentialwhichencouragesthescientists.Scientistsandengineersconceivedaki

7、ndofbrand-newinformationprocessingmechanism,whoseperformancewillbeexponentialgrowthandbemuchbetterthanthecurrentcomputer.Becausethesuperconductingquantumbits(SQUBIT)hasthecharacteristicsofstrongcoupli