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Josephson结开关电流分布的测量方案探讨

孙国柱 , 吴培亨 , 吉争鸣 , 包慧玲 , 许伟伟 , 康琳 , 陈健

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2005.03.006

Josephson结的开关电流存在着一定的分布.利用开关电流的分布,我们可以推算出Josephson结的逸出率.进一步结合合适的微波辐照,还可以获得结的诸如能级、拉比振荡等许多相关的量子特性.Josephson结的开关电流分布的获得,对于研究超导量子比特,包括相位量子比特、电荷量子比特、磁通量子比特和涡流量子比特以及他们的组合量子比特都有着重要意义.我们提出了三种测量方案,对这三种方案进行了比较,并初步的对自制的NbN/AlNx/NbN Josephson结的开关电流进行了多次(104次)测量,得到一定温度下的开关电流分布的直方图.针对三种方案各自的优缺点及已有的结果,我们提出了需要进一步改进的措施,对于下一步开展在极低温下(mK)Josephson结的开关电流分布的测量有着重要的意义.

关键词: Josephson开关电流 , 热激发 , 量子效应 , 超导量子比特

可调半波长超导共面波导谐振器

钟先茜 , 翟计全 , 周渝 , 汪橙 , 曹志敏 , 范云益 , 潘佳政 , 李永超 , 许伟伟

低温物理学报

和传统的共面波导谐振腔相比,超导共面波导谐振器(SCPWR)具有低损耗、高Q值等优势,可以方便地与超导量子比特相互耦合.通过在谐振器的中心导体中嵌入一系列的dc-SQUID,可以实现谐振器谐振频率的连续可调.我们利用深紫外曝光和电子束蒸发相结合的微加工工艺,制备了分别嵌入1个和3个dc-SQUID的SCPWR,并在极低温(mK)和低噪声环境下,测量了样品的传输特性.实验结果表明,嵌入1个和3个dc-SQUID的实验样品分别实现了60 MHz和187 MHz范围的谐振频率可调,实验数据与理论计算结果具有较好的一致性.

关键词: 共面波导谐振器 , 可调谐振器 , 超导量子比特 , 电感

用约瑟夫森结量子比特制备簇态

陶蕊 , 郑小虎 , 曹卓良

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2009.05.011

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.

关键词: 量子光学 , 簇态 , 超导量子比特 , 约瑟夫森结

基于偏差的李雅普诺夫方法超导量子比特系统调控

杨鑫 , 胡菊菊 , 嵇英华

量子电子学报 doi:10.3969/j.issn.1007-5461.2016.04.014

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.

关键词: 量子控制 , 超导量子比特 , 李雅普诺夫方法 , 约瑟夫森结

约瑟夫森结跳变电流在微波辐照下的分布

曹俊宇 , 孙国柱 , 王轶文 , 陈健 , 吴培亨

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2007.03.008

在16 mK的极低温下,我们对电流偏置的Nb/AlOx/Nb结进行了跳变电流统计分布的测量.在没有外加微波的辐照时,分布曲线只有一个峰;在有外加微波的辐照时,其跳变电流的统计分布除了基峰外,会出现谐振峰,形成双峰结构.该谐振峰的位置和结的量子化的能级相关,其高度随外加微波功率的改变而改变.研究约瑟夫森结跳变电流在微波辐照下的分布,对于研究超导量子比特的能级量子化、Rabi振荡等具有重要的意义.

关键词: 跳变电流统计分布 , 约瑟夫森结 , 超导量子比特

Josephson结跳变电流在不同温度下的统计分布

孙国柱 , 吴培亨 , 王颖 , 吉争鸣 , 包慧玲 , 康琳 , 许伟伟 , 陈健

低温物理学报 doi:10.3969/j.issn.1000-3258.2006.03.004

本工作提出了一种通过对时间的测量来获得单个Josephson结的跳变电流统计分布P(I)的电路,该电路具有很好的精度和速度.利用该电路我们首次从4.2K到30mK的不同温度下,对NbN/AlN/AbN结和Nb/AlOx/Nb结的跳变电流统计分布进行了测量,得到了一系列P(I).在一定的温度范围内,P(I)和理论值符合的很好.该电路结合其他的实验手段,将在今后研究Josephson结其他物理性质(例如Rabi振荡)中发挥很好的作用.

关键词: Josephson结跳变电流 , 统计分布 , 超导量子比特

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