Монография. К.: Наукова думка 2013. — 167 с.
Монография посвящена актуальным проблемам физики сверхпроводящих джозефсоновских кубитов – макроскопических квантових структур, перспективных элементов квантових компьютеров. В вводной части содержатся элементы квантовой механики кубитов, фундаментальные свойства сверхпроводников, физика классических и квантових джозефсоновских структур, рассмотрены основные типы сверхпроводящих кубитов. Основная часть монографии посвящена изложению результатов экспериментальных и теоретических исследований квантовых когерентных явлений в джозефсоновских кубитах. Рассмотрены спектроскопия энергетических состояний, Раби осцилляции, эффект Ландау-Зинера, многофотонные переходы в одиночних кубитах и в системах связанных кубитов.
Для специалистов в области теоретической и прикладной физики, сверхпроводниковой микроэлектроники, а также аспирантов и студентов физико-технических специальностей.
Предисловие
ОСНОВЫ
Квантовая механика кубитов
Постулаты квантовой механики
Кубит
Матрица плотности
Композитные системы
Перепутывание квантовых состояний. Квантовый мир.
Джозефсоновские кубиты.
Введение
Фундаментальные свойства сверхпроводников
Эффект Джозефсона
Классические джозефсоновские структуры
Квантовые сверхпроводящие цепи.
Основные типы Джозефсоновских кубитов
КВАНТОВЫЕ КОГЕРЕНТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ДЖОЗЕФСОНОВСКИХ КУБИТАХ
Экспериментальные методы
Технология изготовления образцов.
Методы измерений
Измерения квантовых состояний сверхпроводящего кубита.
Классический осциллятор и адиабатическое измерение кубита
Прямое детектирование Раби-осцилляций
Спектроскопия и «эффект Сизифа»
Ландау-Зинер эффект и многофотонные переходы в кубитах
Полуклассическая теория системы кубит-резонатор
Формализм Крылова-Боголюбова для системы кубит-резонатор
Случай резонансного контура. Квантовая индуктивность.
Случай наномеханического резонатора. Квантовая емкость
Глава
6. Возбуждение сверхпроводникового кубита
Индуктивность сверхпроводниковых кубитов
Измерение равновесного состояния
Резонансное возбуждение зарядового кубита
Одно- и много-фотонные переходы в потоковом кубите
Связанные потоковые кубиты
Различные типы связей между кубитами
Многокубитные структуры
Контролируемая связь между кубитами
Квантовые переходы и лазерная генерация в системе двух связанных кубитов
Джозефсоновский кубит в квантовом резонаторе
Кубит в квантованном электромагнитном поле
Энергетические уровни и спектроскопия одетых состояний
Диссипативная динамика. Коэффициент трансмиссии
Влияние шумов магнитного поля на потоковый кубит
Шум магнитного потока в классическом трехконтактном СКВИДе.
Индуцированная шумом квантовая когерентность
Приложение. Математический язык описания кубитов.
Монография посвящена актуальным проблемам физики сверхпроводящих джозефсоновских кубитов – макроскопических квантових структур, перспективных элементов квантових компьютеров. В вводной части содержатся элементы квантовой механики кубитов, фундаментальные свойства сверхпроводников, физика классических и квантових джозефсоновских структур, рассмотрены основные типы сверхпроводящих кубитов. Основная часть монографии посвящена изложению результатов экспериментальных и теоретических исследований квантовых когерентных явлений в джозефсоновских кубитах. Рассмотрены спектроскопия энергетических состояний, Раби осцилляции, эффект Ландау-Зинера, многофотонные переходы в одиночних кубитах и в системах связанных кубитов.
Для специалистов в области теоретической и прикладной физики, сверхпроводниковой микроэлектроники, а также аспирантов и студентов физико-технических специальностей.
Предисловие
ОСНОВЫ
Квантовая механика кубитов
Постулаты квантовой механики
Кубит
Матрица плотности
Композитные системы
Перепутывание квантовых состояний. Квантовый мир.
Джозефсоновские кубиты.
Введение
Фундаментальные свойства сверхпроводников
Эффект Джозефсона
Классические джозефсоновские структуры
Квантовые сверхпроводящие цепи.
Основные типы Джозефсоновских кубитов
КВАНТОВЫЕ КОГЕРЕНТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ДЖОЗЕФСОНОВСКИХ КУБИТАХ
Экспериментальные методы
Технология изготовления образцов.
Методы измерений
Измерения квантовых состояний сверхпроводящего кубита.
Классический осциллятор и адиабатическое измерение кубита
Прямое детектирование Раби-осцилляций
Спектроскопия и «эффект Сизифа»
Ландау-Зинер эффект и многофотонные переходы в кубитах
Полуклассическая теория системы кубит-резонатор
Формализм Крылова-Боголюбова для системы кубит-резонатор
Случай резонансного контура. Квантовая индуктивность.
Случай наномеханического резонатора. Квантовая емкость
Глава
6. Возбуждение сверхпроводникового кубита
Индуктивность сверхпроводниковых кубитов
Измерение равновесного состояния
Резонансное возбуждение зарядового кубита
Одно- и много-фотонные переходы в потоковом кубите
Связанные потоковые кубиты
Различные типы связей между кубитами
Многокубитные структуры
Контролируемая связь между кубитами
Квантовые переходы и лазерная генерация в системе двух связанных кубитов
Джозефсоновский кубит в квантовом резонаторе
Кубит в квантованном электромагнитном поле
Энергетические уровни и спектроскопия одетых состояний
Диссипативная динамика. Коэффициент трансмиссии
Влияние шумов магнитного поля на потоковый кубит
Шум магнитного потока в классическом трехконтактном СКВИДе.
Индуцированная шумом квантовая когерентность
Приложение. Математический язык описания кубитов.