Введение
ГЛАВА 1. Аналитический обзор информационных источников по основым типам кубитов и методам их контроля 13
1.1. Модель кубита 14
1.2. Релаксационные эффекты в кубитах 15
1.3. Физические реализации кубитов 16
1.4. Полупроводниковые кубиты 19
1.5. Сверхпроводниковые кубиты 22
1.5.1. Зарядовые кубиты 24
1.5.1.1. Зарядовый кубит 25
1.5.1.2. "Квантрониум" - кубит 27
1.5.1.3. "Трансмон" - кубит 27
1.5.2. Потоковые и фазовые кубиты 28
1.5.2.1. Трехконтактный джозефсоновский потоковый кубит 29
1.5.2.2. Фазовый кубит
1.6. Связанные кубиты 34
1.7. Методы управления и измерений состояний кубитов
1.7.1. Ландау-зинеровское туннелирование и амплитудная спектроскопия кубитов 36
1.7.2. Экспериментальные методики измерений состояний кубитов 38
ГЛАВА 2. Динамический контроль состояний кубита в бигармоническом поле 41
2.1. Модель системы и управляющего сигнала 42
2.2. Адиабатическая динамика 43
2.3. Обобщенная раби-динамика 46
2.4. Квазиэнергетический подход 48
2.5. Квазиэнергетические состояния кубита и многофотонные резонансы 50
2.6. Приложение к амплитудной спектроскопии 53
2.7. Фазовые и амплитудные эффекты населенности кубита в бигармоническом поле 54
2.8. Влияние эффекта диссипации на интерференционные картины населенностей уровней кубита в бигармоническом поле 59
2.9. Мезоскопические флуктуации населенности кубита в сильном переменном поле 63
2.10. Выводы к главе 2 74
ГЛАВА 3. Многофотонные резонансы и амплитудная спектроскопия двух связанных кубитов 76
3.1. Модель симметричных и несимметричных связанных кубитов 76
3.2. Резонансное приближение для двух связанных кубитов 79
3.3. Анализ по теории возмущений (разложение по туннельным константам) 81
3.4. Динамика кубитов 90
3.5. Приложение к амплитудной спектроскопии многокубитных систем 92
3.5.1. Влияние постоянного поля на многофотонные резонансы 93
3.5.2. Влияние константы взаимодействия кубитов на характер многофотонных
резонансов 98
3.5.3. Влияние переменного поля на многофотонные резонансы 106
3.5.4. Интерференционная картина населенностей уровней кубитов 113
3.5.5. Влияние эффекта диссипации на интерференционные картины 117
3.6. Выводы к главе 3 122
ГЛАВА 4. Квантовые траектории и мониторинг состояний связанной системы кубит-измерительный прибор в мезоскопическом режиме 124
4.1. Квантовые скачки и диссипативная динамика кубита в бозонном термостате 125
4.1.1. Модель кубита в бозонном термостате 126
4.1.2. Метод квантовых траекторий для анализа квантовых скачков в кубите 126
4.1.3. Результаты численного моделирования единичных квантовых траекторий кубита 128
4.1.4. Единичные реализации и усредненная динамика кубита 131
4.2. Диссипативная динамика и мониторинг состояний связанной системы кубит измерительный осциллятор 132
4.2.1. Модель связанной системы "кубит-осциллятор" 132
4.2.2. Диссипативная динамика связанной системы кубит-измерительный осциллятор 135
4.2.3. Функционирование измерительного нелинейного осциллятора в классическом режиме 137
4.2.4. Функционирование измерительного нелинейного осциллятора в мезоскопическом режиме 141
4.3. Неразрушающие измерения состояния кубита в реальном времени (single-shot mesuaments) 147
4.3.1. Временной мониторинг состояния кубита в единичных реализациях и в среднем при подаче раби-импульса 147
4.3.2. Временной мониторинг суперпозиционного состояния кубита при неразрушающих измерениях нелинейным осциллятором 154
4.4. Выводы к главе 4 156
Заключение 159
Список публикаций по теме диссертации 161
Список цитированной литературы
