| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-6页 |
| 1 绪论 | 第10-15页 |
| 1.1 研究背景 | 第10-12页 |
| 1.2 超导量子比特国内外研究现状 | 第12-14页 |
| 1.3 本文主要工作和结构 | 第14-15页 |
| 2 Transmon超导量子比特电路理论 | 第15-45页 |
| 2.1 量子比特概念 | 第15-18页 |
| 2.1.1 量子信息单元:量子比特 | 第15-17页 |
| 2.1.2 量子比特的门操作 | 第17-18页 |
| 2.2 超导特性和使用原则 | 第18-20页 |
| 2.2.1 零电阻性和抗磁性 | 第18页 |
| 2.2.2 BCS理论和设计超导量子电路准则 | 第18-20页 |
| 2.3 微波谐振器理论 | 第20-28页 |
| 2.3.1 集总参数RLC谐振器 | 第20-21页 |
| 2.3.2 传输线模型 | 第21-25页 |
| 2.3.3 共面波导谐振器 | 第25-27页 |
| 2.3.4 3D矩形腔谐振器 | 第27-28页 |
| 2.4 电路量子电动力学 | 第28-44页 |
| 2.4.1 LC电路量子化 | 第29-30页 |
| 2.4.2 耦合LC谐振电路量子化 | 第30-35页 |
| 2.4.3 Josephson隧道结 | 第35-38页 |
| 2.4.4 Transmon量子比特 | 第38-42页 |
| 2.4.5 超导量子比特与腔体耦合的J-C模型 | 第42-44页 |
| 2.5 本章小结 | 第44-45页 |
| 3 Transmon超导量子比特与微纳米机械振子的样品设计与制备 | 第45-79页 |
| 3.1 Transmon超导量子比特版图的设计 | 第45-48页 |
| 3.2 超导谐振器的制备 | 第48-54页 |
| 3.3 Josephson结的制备 | 第54-69页 |
| 3.3.1 双角度斜蒸发工艺制备一字型约瑟夫森结 | 第56-65页 |
| 3.3.2 T型结工艺 | 第65-67页 |
| 3.3.3 十字结工艺 | 第67-68页 |
| 3.3.4 蓝宝石基底电子束曝光处理 | 第68-69页 |
| 3.4 微纳米机械振子的设计与制备 | 第69-78页 |
| 3.4.1 悬空平行平板电容的制备 | 第73-74页 |
| 3.4.2 线机械振子的制备 | 第74-78页 |
| 3.5 本章小结 | 第78-79页 |
| 4 Transmon量子比特与机械振子的基本参数表征 | 第79-105页 |
| 4.1 低温系统简介 | 第79-81页 |
| 4.2 约瑟夫森结Ⅰ-Ⅴ曲线测量 | 第81-84页 |
| 4.2.1 四端子测量原理 | 第81-82页 |
| 4.2.2 约瑟夫森结Ⅰ-Ⅴ曲线测量 | 第82-84页 |
| 4.3 超导量子比特基本参数表征 | 第84-93页 |
| 4.3.1 谐振器频率的测量 | 第84-86页 |
| 4.3.2 超导量子比特跃迁频率测量 | 第86-91页 |
| 4.3.3 拉比振荡 | 第91-92页 |
| 4.3.4 能量弛豫时间T_1和相位相干时间T_2 | 第92-93页 |
| 4.4 VGC测量表征 | 第93-104页 |
| 4.4.1 螺旋电感并联VGC结构 | 第94-98页 |
| 4.4.2 共面波导加载VGC型结构 | 第98-104页 |
| 4.5 本章小结 | 第104-105页 |
| 5 总结与展望 | 第105-107页 |
| 5.1 总结 | 第105页 |
| 5.2 展望 | 第105-107页 |
| 致谢 | 第107-108页 |
| 参考文献 | 第108-120页 |
| 攻读博士学位期间发表学术论文 | 第120-122页 |
