| 致谢 | 第5-7页 |
| 摘要 | 第7-9页 |
| Abstract | 第9-10页 |
| 缩写、符号清单、术语表 | 第18-20页 |
| 1 绪论 | 第20-33页 |
| 1.1 量子计算机的发展历程 | 第20-22页 |
| 1.2 量子计算的基本原理 | 第22-27页 |
| 1.2.1 量子比特 | 第22-24页 |
| 1.2.2 量子门 | 第24-26页 |
| 1.2.3 量子测量 | 第26-27页 |
| 1.3 量子比特退相干 | 第27-28页 |
| 1.4 量子计算的物理实现 | 第28-30页 |
| 1.5 超导量子计算现状 | 第30-32页 |
| 本章总结 | 第32-33页 |
| 2 超导量子比特原理 | 第33-48页 |
| 2.1 LC谐振电路 | 第33-34页 |
| 2.2 基于约瑟夫森结的超导量子比特 | 第34-37页 |
| 2.3 超导量子比特的类型 | 第37-39页 |
| 2.4 单比特的调控 | 第39-41页 |
| 2.4.1 微波驱动控制 | 第39-40页 |
| 2.4.2 比特频率控制 | 第40-41页 |
| 2.5 多比特耦合 | 第41-43页 |
| 2.6 量子态的读取 | 第43-47页 |
| 本章总结 | 第47-48页 |
| 3 超导量子比特设计 | 第48-61页 |
| 3.1 传输线的设计 | 第48-51页 |
| 3.2 共面波导谐振腔的设计 | 第51-56页 |
| 3.2.1 短路λ/4谐振腔 | 第52-53页 |
| 3.2.2 开路λ/2谐振腔 | 第53页 |
| 3.2.3 读取谐振腔的电学参数计算 | 第53-55页 |
| 3.2.4 外部品质因子的仿真计算 | 第55-56页 |
| 3.3 量子比特参数设计 | 第56-57页 |
| 3.4 量子比特与读取腔的耦合结构设计 | 第57-58页 |
| 3.5 量子比特控制线设计 | 第58-59页 |
| 3.6 比特耦合结构设计 | 第59-60页 |
| 本章总结 | 第60-61页 |
| 4 量子比特测控体系 | 第61-76页 |
| 4.1 稀释制冷机简介 | 第61-63页 |
| 4.2 量子芯片封装 | 第63页 |
| 4.3 低温线路配置 | 第63-69页 |
| 4.3.1 XY line | 第65-66页 |
| 4.3.2 Z line | 第66-67页 |
| 4.3.3 Flux line | 第67-68页 |
| 4.3.4 Bias-T | 第68-69页 |
| 4.4 读取线路Readout Line | 第69-71页 |
| 4.5 常温测量设备 | 第71-74页 |
| 4.5.1 任意波形发生器 | 第71-73页 |
| 4.5.2 fastbias | 第73页 |
| 4.5.3 ADC | 第73页 |
| 4.5.4 其他商业微波设备 | 第73-74页 |
| 4.6 软件系统:LabRAD | 第74页 |
| 本章总结 | 第74-75页 |
| 附图 | 第75-76页 |
| 5 量子比特基本参数的测量 | 第76-96页 |
| 5.1 读取谐振腔的测量 | 第76-80页 |
| 5.2 量子比特频谱(Qubit Spectroscopy)的测量 | 第80页 |
| 5.3 拉比振荡(Rabi oscillation) | 第80-82页 |
| 5.4 色散读取参数标定 | 第82-84页 |
| 5.5 量子比特退相干参数测量 | 第84-86页 |
| 5.6 波形校准参数测量 | 第86-90页 |
| 5.6.1 DRAG参数测量 | 第86页 |
| 5.6.2 XYPulse强度调节 | 第86页 |
| 5.6.3 XY pulse与Z pulse之间的延迟标定 | 第86-87页 |
| 5.6.4 Z pulse校准 | 第87-90页 |
| 5.7 比特参数与调控强度关系的标定 | 第90-91页 |
| 5.8 两比特参数标定 | 第91-93页 |
| 5.8.1 两比特时间延迟标定 | 第91页 |
| 5.8.2 直流串扰测量 | 第91-93页 |
| 5.8.3 两比特共振测量 | 第93页 |
| 本章总结 | 第93-96页 |
| 6 拓扑相变的量子模拟 | 第96-108页 |
| 6.1 绝热快速捷径 | 第96-98页 |
| 6.2 绝热快速捷径实现量子态转移 | 第98-101页 |
| 6.3 Derivative removal by adiabatic gates(DRAG)消除高能级影响 | 第101-103页 |
| 6.4 实时快速绝热轨迹模拟拓扑相变 | 第103-106页 |
| 6.5 虚拟绝热路径模拟拓扑相变 | 第106页 |
| 本章总结 | 第106-108页 |
| 7 基于绝热快速捷径的高精度量子门 | 第108-119页 |
| 7.1 STA量子门理论分析 | 第109-110页 |
| 7.2 量子门的量子过程层析测量 | 第110-115页 |
| 7.2.1 R_x(π)和R_x(π/2)量子门 | 第112-114页 |
| 7.2.2 R_z(π)和R_z(π/2)量子门 | 第114-115页 |
| 7.2.3 阿达玛门 | 第115页 |
| 7.3 交叉随机基准测量(Interleaved Randomized Benchmarking Measurement) | 第115-117页 |
| 本章总结 | 第117-119页 |
| 8 总结与展望 | 第119-121页 |
| 参考文献 | 第121-136页 |
| 附录A 超导相位量子比特测控简介 | 第136-140页 |
| A.1 超导相位量子比特量子态的读取 | 第136-138页 |
| A.2 超导相位量子比特的量子层析测量 | 第138-140页 |
| 附录B 旋转表象下的哈密顿量计算 | 第140-142页 |
| 附录C DRAG修正场计算 | 第142-146页 |
| 附录D 拓扑相和拓扑相变的模拟 | 第146-152页 |
| D.1 SSH模型简介 | 第146-150页 |
| D.2 SSH模型的量子模拟 | 第150-152页 |
| 个人简历和科研成果 | 第152页 |
