| 摘要 | 第5-7页 |
| ABSTRACT | 第7-8页 |
| 第1章 绪论 | 第15-27页 |
| 1.1 量子计算和量子模拟简介 | 第15-18页 |
| 1.2 量子信息基本概念 | 第18-22页 |
| 1.3 有噪声环境下的量子信息处理 | 第22-27页 |
| 第2章 离子阱系统实验装置 | 第27-77页 |
| 2.1 离子运动模式与电场分布 | 第27-36页 |
| 2.1.1 离子阱基本原理——离子运动方程 | 第27-32页 |
| 2.1.2 3D离子阱(Needle Trap) | 第32-34页 |
| 2.1.3 2D离子阱(Linear Paul Trap) | 第34-36页 |
| 2.2 真空系统 | 第36-58页 |
| 2.2.1 超高真空系统要求 | 第36-37页 |
| 2.2.2 超高真空系统硬件组成 | 第37-45页 |
| 2.2.3 真空泵(pumps)与真空规(gauges) | 第45-47页 |
| 2.2.4 真空检漏 | 第47-50页 |
| 2.2.5 离子阱支架(trap mount) | 第50页 |
| 2.2.6 阱电极(electrodes) | 第50-53页 |
| 2.2.7 原子炉(atomic oven) | 第53-58页 |
| 2.3 螺旋谐振器(helical resonator) | 第58-70页 |
| 2.3.1 谐振电路与阻抗匹配 | 第59-63页 |
| 2.3.2 离子阱中螺旋谐振器的等效电路模型 | 第63-67页 |
| 2.3.3 实例参数与设计步骤 | 第67-68页 |
| 2.3.4 电容分压网络与品质因数Q的测量 | 第68-70页 |
| 2.4 荧光收集系统 | 第70-72页 |
| 2.5 PDH稳频 | 第72-77页 |
| 第3章 Yb离子能级与操控 | 第77-95页 |
| 3.1 离子化过程 | 第77页 |
| 3.2 Doppler Cooling | 第77-81页 |
| 3.3 激光稳频 | 第81-82页 |
| 3.4 超精细能级作为量子比特(Hyperfine Qubit) | 第82页 |
| 3.5 Doopler cooling ~(171)Yb~+ | 第82-83页 |
| 3.6 态初始化 | 第83页 |
| 3.7 态探测 | 第83-84页 |
| 3.8 微波操作 | 第84-95页 |
| 第4章 量子模拟 | 第95-115页 |
| 4.1 经典方法的困难与量子模拟的基本解决思路 | 第96-97页 |
| 4.1.1 一个例子 | 第96页 |
| 4.1.2 量子模拟核心思想 | 第96-97页 |
| 4.2 量子模拟的三种模拟方式 | 第97-103页 |
| 4.2.1 数字式(Digital Quantum Simulation,DQS) | 第97-100页 |
| 4.2.2 模拟式(Analog Quantum Simulation,AQS) | 第100-102页 |
| 4.2.3 量子信息启发下的经典模拟算法 | 第102-103页 |
| 4.3 量子模拟消耗资源估计 | 第103-105页 |
| 4.3.1 一般资源估计 | 第103-104页 |
| 4.3.2 一定精度条件下模拟消耗资源 | 第104页 |
| 4.3.3 不同系统消耗资源数量 | 第104-105页 |
| 4.3.4 退相干因素的两个作用 | 第105页 |
| 4.4 量子模拟的不同物理实现 | 第105-112页 |
| 4.4.1 原子与离子 | 第106-110页 |
| 4.4.2 核自旋与电子自旋 | 第110-111页 |
| 4.4.3 超导量子电路 | 第111页 |
| 4.4.4 光子系统及其他 | 第111-112页 |
| 4.5 离子阱量子模拟的应用 | 第112-115页 |
| 第5章 基于Kibble-Zurek机制的量子模拟 | 第115-131页 |
| 5.1 Landau-Zener跃迁与横场Ising模型 | 第117-125页 |
| 5.1.1 标准LZ模型 | 第117-121页 |
| 5.1.2 横场Ising模型的模拟 | 第121-125页 |
| 5.2 实验方法及结果 | 第125-131页 |
| 5.2.1 实验方法 | 第125-126页 |
| 5.2.2 LZ模型模拟实验结果 | 第126-127页 |
| 5.2.3 Ising模型模拟实验结果 | 第127-131页 |
| 第6章 总结与展望 | 第131-133页 |
| 参考文献 | 第133-149页 |
| 致谢 | 第149-151页 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的研究成果 | 第151-152页 |
