| 摘要 | 第3-5页 |
| Abstract | 第5-7页 |
| 第一章 前言 | 第11-21页 |
| 1.1 量子计算概念发展 | 第11-12页 |
| 1.2 量子算法 | 第12-13页 |
| 1.2.1 量子算法概述 | 第13页 |
| 1.3 量子比特硬件研究方案 | 第13-18页 |
| 1.3.1 基于超导约瑟夫森结的量子比特 | 第14-15页 |
| 1.3.2 离子阱量子比特 | 第15页 |
| 1.3.3 半导体量子点量子比特 | 第15-16页 |
| 1.3.4 拓扑量子计算 | 第16-17页 |
| 1.3.5 光量子计算 | 第17页 |
| 1.3.6 基于N-V中心的量子比特 | 第17-18页 |
| 1.4 量子比特硬件要求及量子计算发展路径 | 第18-19页 |
| 1.4.1 量子比特硬件要求 | 第18页 |
| 1.4.2 量子计算机实现路径 | 第18-19页 |
| 1.5 文章结构安排 | 第19-21页 |
| 第二章 超导量子比特 | 第21-37页 |
| 2.1 超导线性谐振子 | 第21-24页 |
| 2.1.1 超导体内库珀对集体运动模式描述 | 第22页 |
| 2.1.2 超导LC谐振子的量子化 | 第22-24页 |
| 2.2 由约瑟夫森结构成的非线性谐振子 | 第24-26页 |
| 2.2.1 非线性谐振子 | 第24页 |
| 2.2.2 超导约瑟夫森结 | 第24-26页 |
| 2.3 超导量子比特发展 | 第26-27页 |
| 2.3.1 三种基本量子比特介绍 | 第26-27页 |
| 2.4 电容并联的电荷量子比特 | 第27-30页 |
| 2.4.1 改进的电荷量子比特 | 第28-30页 |
| 2.5 电容并联电荷量子比特的读出 | 第30-34页 |
| 2.5.1 腔读取的电荷量子比特 | 第30-31页 |
| 2.5.2 腔量子电动力学——J-C模型 | 第31-32页 |
| 2.5.3 大失谐极限下比特色散读出 | 第32-33页 |
| 2.5.4 量子比特量子态的单发读出 | 第33-34页 |
| 2.6 基于超导量子比特的量子计算发展概况 | 第34-35页 |
| 2.6.1 超导单量子比特性能发展 | 第34-35页 |
| 2.6.2 多超导量子比特集成 | 第35页 |
| 2.7 小结 | 第35-37页 |
| 第三章 约瑟夫森参量放大器理论及实验背景 | 第37-53页 |
| 3.1 约瑟夫森参量放大器相关理论 | 第37-45页 |
| 3.1.1 非线性谐振子受迫振动 | 第38-42页 |
| 3.1.2 超导量子干涉仪 | 第42-43页 |
| 3.1.3 约瑟夫森结参量谐振子运动方程 | 第43-45页 |
| 3.2 约瑟夫森参量放大器早期发展 | 第45-47页 |
| 3.2.1 早期研究 | 第45-46页 |
| 3.2.2 热和真空噪声的压缩 | 第46-47页 |
| 3.3 近代约瑟夫森参量放大器的工作 | 第47-52页 |
| 3.3.1 带约瑟夫森结阵列结构的参量放大器 | 第47页 |
| 3.3.2 微带线结构的参量放大器 | 第47-48页 |
| 3.3.3 环形结构的约瑟夫森调谐器 | 第48-50页 |
| 3.3.4 磁通驱动的约瑟夫森参量放大器 | 第50页 |
| 3.3.5 双稳态约瑟夫森参量放大器 | 第50-51页 |
| 3.3.6 集总的约瑟夫森参量放大器及阻抗匹配的宽带约瑟夫森参量放大器 | 第51-52页 |
| 3.4 小结 | 第52-53页 |
| 第四章 超导量子器件极低温测量平台 | 第53-63页 |
| 4.1 极低温恒温平台简介 | 第53-55页 |
| 4.1.1 水冷系统 | 第53页 |
| 4.1.2 制冷机内部结构图及安装注意事项 | 第53-55页 |
| 4.1.3 稀释制冷原理简介 | 第55页 |
| 4.2 本实验组测量系统配置 | 第55-62页 |
| 4.3 小结 | 第62-63页 |
| 第五章 约瑟夫森参量放大器制备 | 第63-83页 |
| 5.1 窄带约瑟夫森参量放大器的制备 | 第63-74页 |
| 5.1.1 窄带宽约瑟夫森参量放大器光刻掩膜板的设计 | 第64-65页 |
| 5.1.2 窄带宽约瑟夫森参量放大器测试结构设计与制备 | 第65-70页 |
| 5.1.3 约瑟夫森参量放大器的制备工艺流程 | 第70-74页 |
| 5.2 宽带约瑟夫森参量放大器制备 | 第74-76页 |
| 5.3 多批次约瑟夫森参量放大器制备 | 第76-78页 |
| 5.4 宽带约瑟夫森参量放大器的改进设计 | 第78-80页 |
| 5.5 器件制备完后期处理及注意事项 | 第80-82页 |
| 5.6 小结 | 第82-83页 |
| 第六章 约瑟夫森参量放大器的表征 | 第83-95页 |
| 6.1 面向实验对象的模块化程序 | 第83-84页 |
| 6.2 约瑟夫森参量放大器表征 | 第84-93页 |
| 6.2.1 窄带宽约瑟夫森参量放大器表征 | 第84-87页 |
| 6.2.2 宽带约瑟夫森参量放大器表征 | 第87-92页 |
| 6.2.3 多比特态的同时单发读出 | 第92-93页 |
| 6.3 小结 | 第93-95页 |
| 第七章 超导多量子比特芯片的制备及表征 | 第95-113页 |
| 7.1 超导多比特量子芯片 | 第95-100页 |
| 7.1.1 多比特芯片结构 | 第95-97页 |
| 7.1.2 多比特芯片的制备及封装 | 第97-98页 |
| 7.1.3 多比特芯片频率域上表征 | 第98-100页 |
| 7.2 比特性能表征 | 第100-111页 |
| 7.2.1 量子比特二能级描述 | 第100-101页 |
| 7.2.2 量子比特时域上的表征 | 第101-103页 |
| 7.2.3 比特退相干理论描述 | 第103-104页 |
| 7.2.4 超导量子比特退相干研究 | 第104-111页 |
| 7.3 十比特芯片性能 | 第111-112页 |
| 7.4 小结 | 第112-113页 |
| 第八章 总结与展望 | 第113-117页 |
| 8.1 论文总结 | 第113-114页 |
| 8.2 论文展望 | 第114-117页 |
| 参考文献 | 第117-127页 |
| 个人简历及发表文章目录 | 第127-131页 |
| 致谢 | 第131-134页 |
