在腔QED中实现多量子比特信息的处理的任务书.docx

在腔QED中实现多量子比特信息的处理的任务书
任务概述：
本任务主要涉及在腔量子电动力学（cavityquantumelectrodynamics，cQED）系统中实现多量子比特（quantumbit，qubit）信息的处理。具体实现包括：设计和制备能够用于实现多量子比特信息处理的量子系统，开发相应的控制方法，利用这些方法实现基本的量子门操作并演示其在量子计算和量子模拟中的应用。
任务要求：
1.对此前在cQED中实现的相关技术和实验进展进行文献调研，深入了解多量子比特信息处理方面的研究现状和存在的问题；
2.设计并搭建符合要求的多量子比特cQED实验系统，包括固态量子比特的制备、器件电路的设计和搭建、低温低噪声实验环境的建立等；
3.开发并实现多量子比特控制方法，包括高速脉冲调制、强度控制、相位校正、热噪声抑制等；
4.利用所开发的控制方法，实现基础的量子门操作，并演示其在量子计算和量子模拟中的应用；
5.针对实验过程中遇到的问题，探究并提出解决方案，并在保证实验效果的同时对系统进行技术和方法升级，并撰写相关技术文献；
6.根据实验结果和相关技术方案，拟定合理的实验进一步发展计划。
任务成果：
1.一份详实的多量子比特cQED实验系统设计报告，包括固态量子比特的制备、器件电路的设计和搭建、低温低噪声实验环境的建立等；
2.一份多量子比特cQED控制方法文档，说明开发的控制方法的有效性和实验操作细节；
3.一份关于基础量子门操作的实验数据报告，并根据实验结果分析其在量子计算和量子模拟中的应用潜力；
4.若干技术文献，记录和总结实验过程中的技术和方法升级、问题解决方案等内容；
5.一份实验进一步发展计划报告，包括进一步升级所开发的系统和控制方法、探求实验的应用领域、拓展实验内容等。
参考文献：
1.孙庆田，等.固态多量子比特应用发展研究现状与展望[J].物理,2019,48(7):465-475.
2.顾梦琳,等.固态多量子比特系统——理论与实验进展[J].物理学进展,2020,40(8):080304.
3.OliverW,etal.Usingsidebandtransitionsfortwo-qubitoperationsinsuperconductingcircuits[J].PhysicalReviewLetters,2013,111(10):107003.