基于路径积分的Josephson结量子比特退相干研究

来源 :宁波大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yangzdh2008
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
1948年Feynman提出了著名的路径积分理论,其核心是如何去构造包含量子体系全部信息的传播子。路径积分理论具有许多优点,这使得它在物理学的诸多领域有着广泛的应用,并不断得到发展与完善。超导Josephson结是为数不多的被认为有希望成为量子计算机主要构成单元——量子比特的物理实现之一。超导结量子比特具有许多优点,但是一般认为其退相干时间并不是足够的长。本文拟用数值路径积分方法研究两类Josephson结量子比特的退相干。本文分两个主要部分,第一部分介绍路径积分特别是详细介绍了路径积分的幂级数展开法及其应用。我们利用这种方法计算了周期阻尼谐振子系统的短时传播子并将结果和传统的Schwinger方法进行比较,发现幂级数展开法的计算过程比Schwinger方法简单很多,而结果几乎一致。更进一步,我们采用一个多重积分公式计算出时谐振子系统传播子的坐标矩阵元,并和精确结果进行比较。我们发现其相对误差比用其他方法得到的较小。用此方法我们还计算了驱动谐振子系统时传播子的坐标矩阵元,并对演化过程进行了模拟。这一部分内容是第二部分的基础,但也包含有作者的一些研究工作。第二部分主要应用以数值路径积分为基础的迭代张量乘积法研究了开放Josephson结量子比特系统的约化密度矩阵。利用该约化密度矩阵非对角和对角矩阵元与的演化获得了两类量子比特系统的退相干和弛豫时间。我们分别研究了环境用次欧姆库、欧姆库和超欧姆库模拟时Josephson结电荷量子比特系统退相干时间,结果显示,当环境用欧姆库模拟时,模拟结果与实验结果非常吻合。Josephson结电荷量子比特系统处于次欧姆库和超欧姆库时,系统的退相干时间分别比处于欧姆库时较小和较大。当与接近时,的包络线是振荡的,且与越接近,振荡越强。最后我们用欧姆库和洛伦兹库模拟环境研究了Josephson结磁通量子比特系统的退相干和弛豫,发现前种情况下Josephson结磁通量子比特系统的退相干时间明显大于后种情况,且两种情况下系统的退相干时间都比相应的弛豫时间短。退相干是制约量子计算机制造的瓶颈之一,本文的研究结果对认识Josephson结量子比特的退相干机制将有所帮助。
其他文献
近年来,有机半导体材料以其质量轻,品种繁多,成本低廉、环保等优点受到广泛关注,根据电荷传输方式不同,有机材料可分为空穴传输材料、电子传输材料和双极性传输材料,这些材料功能不同可以应用于不同的器件领域,如有机场效应晶体管,有机光伏电池等。多芳烃咪唑类化合物是一类新型有机半导体材料,它具有独特的π电子离域特性,平面性好,稳定性强,迁移率高,能够实现高度有序的分子π-π堆积,在有机电子领域备受关注,因此
本文对几类具有吸收态的非平衡系统的动力学和相变行为进行了研究。主要内容如下: 1. 研究了生态体系的初始条件对体系的动力学行为和相变行为的影响。在四物种初始比例不
氮化铜(Cu3N)作为一种可应用于光存储器和高速集成电路的新材料,已然成为一个研究热点。Cu3N是一种具有较高电阻率、较低热分解温度的亚稳态半导体材料,其晶体为反三氧化铼(anti-ReO3)型立方体结构,N原子分布在立方晶体的顶点处,Cu原子分布在立方晶体棱边的中心处并以共价键形式与N原子结合。Cu3N的结构很特殊,因为Cu原子未占据晶胞的体心位置,所以其立方体结构中存在许多空位,当其他原子填充
本文主要围绕人眼的色差与高阶像差,应用人眼波前像差技术,构建个体化的眼球模型,对明视觉、中间视觉下色差与高阶像差对视觉质量和焦深的影响以及它们之间的相互作用进行研究。
自上世纪初在量子力学和狭义相对论基础上建立量子场论以来,量子场论经历了不断的发展和完善,至今已发展为包括量子电动力学,量子规范场理论,量子电动力学,量子色动力学,量子电弱统
在这篇文章中,我们提出了一种可能应用于高能和高平均功率激光器的液体激光介质的制备方法。该方法是将氧化钕制成纳米颗粒,然后由二甲基二氯硅烷表面修饰再均匀分散到有机液体
星形结构的单分子白光聚合物电致发光材料因其独特的分子结构和卓越的光电性能在有机电致发光领域中得到了广泛的应用,尤其是在单分子可溶性白光二极管方向有重要的意义。星形
本硕士论文以理论模拟作为主,着眼于21 世纪的科技发展趋势和动态,密切围绕有机光电功能材料的光电性质、纳米材料与纳电子学、纳米光子学与单分子光谱学三大主题,研究解决这些
铌酸锂晶体是一种被广泛使用的人工晶体,具有良好的电光、声光、压电和光折变等特性,尤其是实施不同掺杂后能呈现出多种特殊性能,被誉为“光学硅”。现阶段报道的铌酸锂掺杂工程