量子计算是旨在实现量子系统及其操纵的多方面研究领域。本论文讨论了在追求完全操作的量子计算机时的两种著名方法的组合 - 基于Majorana Quasiparticles的电路量子电动力学和拓扑量子计算。在电路量子电动力学中,量子信息被存储到小型超导电路元件中,这些电路元件与微波范围的电磁辐射相互作用允许非常有效地处理量子信息。这种方法已被证明对控制和读数超导Qubits非常有用,即携带Quantu信息的小电路元素。由于在微波谐振器中可以实现的极点耦合非常强,因此电路量子电动力学架构对于执行高度敏感的量子测量特别有用。超导性本身是一种有趣的物质状态,显示出各种不同的现象。尤其是,超导体中拓扑阶段的发现为量子计算打开了新的视野。一个认可的拓扑超导性的系统是一种半导体 - 驱动器纳米线,其末端发生了特殊的零模式。这些所谓的Majorana零模式非常可靠,因此非常适合容忍故障的量子计算。本文的第一部分研究了Majorana零模式与电磁辐射与微波频率的耦合。在此处考虑的光耦合机械词是针对位于电压偏置超导隧道连接处的Majorana零模式出现的。在Majorana零模式存在下微波辐射的发射产生的相干辐射会在通常的约瑟夫森频率的一半发射。根据该分数Josephson辐射,我们为Majorana Qubits提出了一个微波读数方案。像往常一样,用于电路量子电动力学的典型测量值,拟议的读数实现了Majorana量子量子的量子非解析测量。在论文的最后一部分中,我们提出了一种新的方案,用于实施测量诱导的纠缠量之间的远程超导Qubit,这是量子通信所需的。通过检测单个光子,该光子通过一个马赫德尔的干涉测量设置,确定性的纠缠具有单发效率。该方案基本上依赖于量子位和光子之间的强耦合。
主要关键词