空军工程大学信息与导航学院, 陕西 西安 710077
量子纠缠微波信号是微波频段的连续变量纠缠态,在固态量子信息处理、量子计算机和 量子通信等领域有巨大的应用前景。在超导条件下利用泵浦信号驱动约瑟夫森结可以产生纠缠微波。 简述了约瑟夫森参量放大器、约瑟夫森环形调制器和约瑟夫森混合器3种参量设备,介绍了2种基于 超导约瑟夫森结的双路径量子纠缠微波生成方案,比较了它们的异同,并指出了目前存在的问题, 预测了纠缠微波未来的研究方向和发展趋势。
量子物理 双路径量子纠缠微波 超导约瑟夫森结 约瑟夫森参量放大器 约瑟夫森环 形调制器 约瑟夫森混合器 quantum physics dual-path quantum entanglement microwave superconducting Josephson junction Josephson parametric amplifier Josephson ring modulator Josephson mixer
1 江西师范大学物理与通信电子学院, 江西 南昌 330022
2 江西省光电子与通信重点实验室, 江西 南昌 330022
应用李雅普诺夫控制理论,对含约瑟夫森结电荷量子比特系统的状态实施了有效调控。 数值仿真表明:对超导电荷量子比特系统,采用基于偏差的李雅普诺夫控制方法,不管是 间接还是直接调控形式,选取适当的控制幅度可以达到对量子系统的调控目的;并 且增大控制幅度,得到的控制函数曲线更平滑,完成控制任务需要的时间越短。这种控制方法 避免了传统控制方法所需要的复杂的迭代计算,可以确保量子系统的稳定。因此,李 雅普诺夫方法是一种具有一定实用意义的调控方法。
量子控制 超导量子比特 李雅普诺夫方法 约瑟夫森结 quantum control superconducting qubits Lyapunov method Josephson junction
1 聊城大学物理科学与信息工程学院, 山东省光通信科学与技术重点实验室, 山东 聊城 252059
2 曲阜师范大学物理工程学院, 山东 曲阜 273165
借助于狄拉克的正则量子化原理,对电容耦合的双约瑟夫森结电荷量子比特体系实施量子化。 考虑到平行于约瑟夫森结面的磁场对结电流的影响,提出了一种新的电荷量子比特的调控方法,并且讨论了 外加磁场作用下体系量子态时间演化的拉比振荡现象及纠缠特性。结果表明,利用该体系可以制备纠缠态, 改变外加磁通Φ1和Φ2的大小能够实现对电荷量子比特及其纠缠态的有效调控。
量子光学 电荷量子比特 磁通量 量子纠缠 约瑟夫森结 quantum optics charge qubit magnetic flux quantum entanglement Josephson junction
南京大学 电子科学与工程学院 超导电子学研究所， 南京 210093
在小型脉冲管制冷机(工作温度约60 K)上搭建了高温超导约瑟夫森结太赫兹谐波混频系统，并采取了一系列措施增强结与太赫兹波的耦合。所采取的措施主要有：研究不同基片对结的影响并最终选择MgO做为双晶结基片，设计平面周期对数天线，同时使用一个超半球硅透镜和两个离轴抛物面反射镜组成准光学系统。最终成功在小型脉冲管制冷机中获得结对623 GHz太赫兹波的响应，并且成功进行24次谐波混频实验。
混频器 太赫兹 高温超导约瑟夫森结 小型脉冲管制冷机 准光系统 mixer terahertz high-temperature superconducting Josephson junctio small pulse-tube cryocooler quasi-optical system
曲阜师范大学物理工程学院,山东 曲阜 273165
运用热力学统计中Kramers理论和Wentzel-Kramers-Brillouin(WKB)近似理论，分析了三结磁通量子比特中处于亚稳态粒子的热逃逸和量子隧穿逃逸。 在0.01?4.2 K温度下，计算出了粒子的逃逸率，得到了跳变磁通随磁场和温度变化的分布规律，并同两结超导干涉仪的分布规律进行了定量比较。结果显示， 三结磁通量子比特自身噪声比两结超导干涉仪大。
量子信息 磁通量子比特 亚稳态 约瑟夫森结 quantum information flux qubit metastable state Josephson junction
约瑟夫森结是一个很重要的超导元件，其电路模型关键参数的数值差别很大，传统的自适应同步方法不能准确识别小幅度参数。基于李亚谱诺夫稳定性理论构造带有增益系数的控制器和 参数观测器, 结合标度放大方法对约瑟夫森结混沌系统不同阶参数进行识别。以误差函数为统计量，在增益系数和放大因子的相空间给出同步和非同步区域分布，发现对两个小参数同时进行标度 放大可以增加同步区域。该方法可以显著提高小参数的识别精度, 数值计算结果验证了该方法的有效性。
混沌 标度变换 约瑟夫森结 自适应同步 参数识别 chaos scale conversion Josephson junction adaptive synchronization identification of parameters
1 安徽大学物理与材料科学学院,光电信息获取与控制教育部重点实验室, 安徽 合肥 230039
2 合肥师范学院物理系, 安徽 合肥 230061
高度纠缠的簇态是一种常见的测量基的量子计算的资源。 提出了基于约瑟夫森比特的簇态实现方案。方案简单且易于操作, 每个量子比特是通过包括一个超导岛和一个库伯对盒来实现的,任意两个约瑟夫森结量子比特可以通过一个对称的直流射频 超导干涉仪相互耦合。通过调节每个实现量子比特的门电压,来设定合适的初态,通过调节系统内相应的参量从而实现 一个一个环路的耦合作用,以实现簇态。经过理论推导,方案简便易操作。在现在的技术条件下,方案完全可行。
量子光学 簇态 超导量子比特 约瑟夫森结 quantum optics cluster state superconducting qubit Josephson junction
聊城大学物理科学与信息工程学院，山东 聊城 252059
给出了含有超导约瑟夫森结的介观互感电路的量子化方案，借助于压缩幺正变换求出了体系的能级以及基态矢量，研究了体系中结端“过剩电荷”(excess charge)与相位差在基态下的量子涨落。结果表明，体系的基态为一旋转的两单模压缩真空态。
量子光学 约瑟夫森结 IWOP技术 量子涨落 quantum optics Josephson junction IWOP technique quantum fluctuation
1 江西省光电子与通信电子实验室，江西 南昌 330022
2 江西师范大学物理系，江西 南昌 330022
研究了两个■1z■■2z Ising型耦合量子比特的能级，这是一种典型的赝自旋约瑟夫森结比特模型。论述了两个磁通量子比特通过耦合可以构成量子力学四能级系统；研究了两量子比特间主要因子含能量差ε，隧穿幅度t和耦合因子j(包括耦合强度和耦合方向)对能级的影响。结果表明：对于由两个相同量子比特构成的系统，在Φ=(1／2)Φ处，不仅两抗铁磁态的能级受控于耦合因子，它们之间的跃迁频率也由耦合因子控制。
光电子学 能级 耦合约瑟夫森结量子比特 Ising－型相互作用 optoelectronics energy levels coupled Josephson junction qubits Ising-type interaction
研究了激光辐照下约瑟夫森结的直流I-V特性变化,并对Ⅰ-Ⅴ曲线下移的实验结果进行了分析,认为是光拆库柏对效应所致.该结果为发展一种新的可见光探测器提供了思路.
激光辐照 库柏对 约瑟夫森结
