基于超导量子系统的量子纠错研究进展

基于量子力学基本原理的信息处理技术,在计算、传感等领域具有远超经典技术的巨大潜力.随着实验技术的进步,量子调控技术得到突飞猛进的发展.在所有的量子信息处理平台中,基于固体材料的超导系统,具有精确的量子调控能力、优异的量子相干性以及适合大规模集成化等优点.因此,超导量子系统成为当前最有潜力的量子信息处理平台之一.目前的超导芯片能集成约一百个量子比特,已经可以展示量子系统的优势,但进一步的发展受到系统噪声的制约.为了突破这一瓶颈,借鉴经典信息中的纠错技术发展而来的量子纠错技术受到广泛的关注.本文介绍了超导量子系统中量子纠错的研究进展,主要包括超导量子系统的基本原理、常用的量子纠错编码方案、纠错相关的控制技术以及近期超导量子纠错的应用.最后,总结了超导量子纠错领域面临的七个关键问题.

美一变电站铺设超导电缆 仅三百六十米长，也是世界首家

近日美国工人将开始在底特律福瑞斯比变电站地下铺设长360多米的超导电缆，这将是世界上首条实用超导输电线路。据悉，电缆中123公斤重的导线是由含有铋、锶、钙、铜氧化物的超导陶瓷制造的。该变电站用这条超导电缆取代现有的9条电缆中的8100公斤的铜导线。

非绝热和乐量子计算新进展

量子计算是基于量子力学规律调控量子信息单元进行计算的一种新型计算模型.众所周知,对噪声不敏感的高保真度量子逻辑门是实现大规模量子计算的关键.几何量子计算是利用几何相位来实现量子逻辑门操作的量子计算策略,其特点是利用几何相位的整体性质避免某些局域噪声对量子操作的影响,从而实现高保真度的量子逻辑门.因此,基于几何相位的量子操控是量子信息处理领域中非常重要的研究课题.该文以基于非阿贝尔几何相位的和乐量子计算为例,介绍非绝热和乐量子计算方案的新进展.

Generating Squeezed States in Solid State Circuits

We propose a scheme for generating squeezed states in solid state circuits which consist a superconducting transmission line resonator （STLR）, a superconducting Cooper-pair box （CPB） and a nanoelectromechanical resonator （NMR）. The nonlinear interaction between the STLR and the CPB can be implemented by setting the external biased flux of the CPB at some certain points. The interaction Hamiltonian between the STLR and the NMR is derived by performing Fr ohlich transformation on tile total Hamiltonian of tile combined system. Just by adiabatically keeping the CPB at the ground state, we get the standard parametric down-conversion Hamiltonian, and the squeezed states of the STLR can be easily generated, which is similar to the three-wave mixing in quantum optics.

量子计算原理及研究进展

量子计算机是量子力学与计算问题相结合的产物,是近几年的研究热点,引起了广泛的社会关注。本文回顾量子计算机的发展,介绍了量子算法和量子计算模型,并以离子阱和超导线路为例阐述了量子计算机的物理实现,然后介绍了为了克服消相干而发展出的量子编码,以玻色取样为例讨论了量子霸权。展望未来,近期内可以展示量子霸权,进而实现解决特定问题的量子模拟器,但是普适的量子计算机的研制仍然需要很长的时间。