Макроскопические квантовые эффекты в потоковом кубите

• Автор: Измалков, Андрей Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 152 с. : ил.

1 Введение

РОССИЙСКАЯ ГОСУДАРСТВЕННАЯ БИБЛИОТЕКА

ч /ГМб'ОВ

2 Обзор литературы

2.1 Джозефсоновский трехконтактный потоковый кубит

2.2 Основные эксперименты на зарядовых кубитах

2.2.1 Когерентный контроль макроскопических квантовых сотстояний СРВ

2.2.2 Квантовые осцилляции в 2-х зарядовых кубитах

2.2.3 Демонстрация операции С-ГГОТ в СРВ-кубитах

2.2.4 Манипуляция квантовым состоянием электрического контура

2.3 Основные эксперименты на потоковых кубитах

2.3.1 Квантовая суперпозиция макроскопических состояний
2.3.2 Когерентная динамика 311 кубита
2.3.3 Спектроскопия двух связанных потоковых кубитов
2.3.4 Общие выводы
3 Изготовление образцов, экспериментальный метод и установка
3.1 Изготовление образцов
3.1.1 Резонансный контур
3.1.2 Электронная литография и теневое напыление
3.2 Радиочастотный метод
3.2.1 Основные уравнения и принципиальная схема
3.2.2 Преимущества и требования радиочастотного метода
3.2.3 Простой пример
3.3 Калибровка процесса окисления
3.4 Криогенное оборудование I
3.5 Криогенное оборудование II
3.6 Заключение и Выводы
4 Макроскопические квантовые эффекты в потоковом кубите. Теория
4.1 МКТ в фазовых кубитах
4.1.1 Введение
4.1.2 Квантовая динамика
4.1.3 Взаимодействие ПРК с кубитом
4.1.4 Случай прямой подачи тока на кубит
4.1.5 Схема с дополнительной катушкой
4.1.6 Требования к шумам
4.2 Детектирование Раби осцилляций
4.2.1 Введение
4.2.2 Квантовая динамика кубита в резонансном поле
4.2.3 Взаимодействие фазового кубита с контуром
4.2.4 Эффекты релаксации кубита и декогеренция
4.3 Заключение и Выводы
5 Экспериментальная реализация
5.1 Наблюдение макроскопических переходов Ландау-Зенера
5.2 Измерение амплитуды туннелирования в потоковом кубите
5.3 Перепутанные состояния двух связанных потоковых кубитов
5.4 Континуальный мониторинг Раби осцилляций
5.5 Заключение и Выводы
6 Заключение

Список литературы


Глава 3. Изготовление образцов, экспериментальный метод и установка
Рис. 3.1: Схема планарной катушки. Концентратор поля (washer) необходим для обеспечения сильной связи между катушкой и исследуемым объектом [67]. При изучении кубитов интересен как раз обратный режим слабой связи
шек на окисленной силиконовой четырехдюймовой подложке.
Изготовление четырехдюймовой подложки начинается с рассчета дизайна катушек, начиповых DC-линий и волноводов для подачи высокочастотного сигнала. В этих целях наиболее удобно использовать следующие пакеты программ: Sonnet, FastHenry 3.0, FastCap. После того, как подходящие параметры различных элементов были найдены, начинается реализация многослоевого дизайна чипа с помощью CAD программ от Mentor Graphics. По завершении этого этапа изготавливаются 5 хромовых фотомасок, по которым осуществляется технологический процесс изготовления чипа. Готовый чип содержит около 200-400 катушек, 100-200 волноводов и до 800 DC-линий (разумеется, эти цифры оценочны и зависят от конкретного дизайна). Минимальный размер элемента при использовании фотомасок ограничен 1-2 микрометрами, однако возможное использование электронной литографии позволяет уменьшить это значение.
Кратко опишем технологический процесс изготовление 4-х дюймового чипа по пятислойной технологии. Самым сложным элементом чипа является планарная катушка, см. рис. 3.1, в месте касания верхнего выводящего электрода 4 слоя непосредственно с самой катушкой, лежащей в 1-м слое. В случае малейшего смещения верхнего электрода или плохого контакта, катушка оказывается либо разомкнутой, либо возникает слабое место и резонансные характеристики резко ухудшаются. Это, прежде всего, проявляется в уменьшении добротности резонансного