论文部分内容阅读
基于实现量子计算机的动机,以介观约瑟夫森器件为研究主体的超导量子电路有了广泛的发展。该量子电路由于其自身的一些优良性,如低损耗,低发热等特点,引起了人们的注意。该量子电路,可以在一个较大的尺寸下显示出量子相干性,也能做成集成电路。由于它的尺寸是介于宏观与微观之间——介观,这就使得一个庞大量子电路系统能够趋于更小化,为现代量子计算机的制备打下基础。研究发现,这种电路类似原子系统,能表现出一些量子光学现象,如Rabi振荡,光学双稳态,共振荧光,光场聚束效应和反聚束效应等。 目前发展出来的超导量子比特分为三种:超导电荷量子比特、超导相位量子比特和超导磁通量子比特。主要研究方向大体为量子信息和量子计算,以及类原子系统的量子光学现象。 本文研究了在外加双驱动场下,两耦合库珀对盒的量子电路与单模光场的相互作用系统,通过数值计算光场的二阶关联函数,来分析一些原子系统中的量子现象——光场的聚束效应和反聚束效应。具体来说,本文分为以下几个部分来讨论: 第一部分绪论,了解约瑟夫森器件的研究背景,光场的聚束效应和反聚束效应,以及光场的二阶关联函数等基本概念。 第二部分,学习几种超导量子比特的基本原理,电路量子化的基本知识,重点是超导电荷(库珀对盒)量子比特相关知识,这是本文研究的理论基础。 第三部分,介绍两耦合库珀对盒的理论模型,分别讨论它们的哈密顿方程以及能级、本征态的特性,对库珀对盒电路有一个初步认识。 第四部分,介绍该体系在双驱动场下与单模腔场的相互作用的理论模型,研究了系统的密度矩阵,通过薛定谔方程来计算任意态下光场的二阶关联函数,根据二阶关联函数与时间的演化图来讨论光场的聚束效应和反聚束效应,光场的反聚束效应是一种非经典的量子微观效应。