一种超导量子比特和里德堡原子量子态转移的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种超导量子比特和里德堡原子量子态转移的方法和装置，所述方法包括以下步骤：S1：<50mK的制冷平台的第一超导量子比特与两端分别热锚定在<50mK的制冷平台和1K或4K制冷平台的超导传输线腔耦合；S2：超导传输线腔与在1K或4K制冷平台的超导平面波导腔或超导平面LC谐振腔耦合；S3：1K或4K制冷平台的超导平面波导腔或超导平面LC谐振腔与里德堡原子耦合；S4：利用第二超导量子比特抽取超导传输线腔和超导平面波导腔或超导平面LC谐振腔组成的耦合腔系统中的热光子数。本发明专利技术实现了不同制冷平台的超导量子比特到里德堡原子的量子态转移，且突破了耦合腔系统中热光子对量子态转移的影响，实现了超导量子比特到里德堡原子高保真度的量子态转移。

【技术实现步骤摘要】
一种超导量子比特和里德堡原子量子态转移的方法及装置
本专利技术涉及量子网络
，尤其是涉及一种超导量子比特和里德堡原子量子态转移的方法及装置。
技术介绍
超导电路和里德堡原子都可以用作量子比特，超导电路作为量子比特有操作速度快、可扩展性强等优点；里德堡原子作为量子比特有相干时间长等优点。超导量子比特和里德堡原子之间的量子态转移作为原子量子存储器的关键技术之一，在量子通信、量子网络等方面有广阔应用。传统超导量子比特和里德堡原子之间量子态转移在稀释制冷机中的几十mK(毫开尔文)的制冷平台中进行。在屏蔽制冷机的光学窗口的时候，制冷平台的温度可以达到14mK，打开光学窗口时，制冷平台的温度升到70mK。受制备冷原子所需要的光学窗口和将冷原子激发到里德堡态所需要的高功率的激光影响，mK的制冷平台很难维持在它最低的温度，从而影响了超导量子比特的相干性；更进一步，将冷原子激发到里德堡态所需要的高功率激光的散射光会破坏库珀对导致准粒子增多，从而限制超导量子比特的相干时间。此外，制备冷原子所需要的非均匀梯度磁场引入额外的磁场噪声也会对超导量子比特的相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超导量子比特和里德堡原子量子态转移的方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1：<50mK的制冷平台的第一超导量子比特与两端分别热锚定在<50mK的制冷平台和1K或4K制冷平台的超导传输线腔耦合；/n步骤S2：超导传输线腔与在1K或4K制冷平台的超导平面波导腔或超导平面LC谐振腔耦合；/n步骤S3：1K或4K制冷平台的超导平面波导腔或超导平面LC谐振腔与里德堡原子耦合；/n步骤S4：利用第二超导量子比特抽取超导传输线腔和超导平面波导腔或超导平面LC谐振腔组成的耦合腔系统中的热光子数，实现超导量子比特到里德堡原子的高保真度量子态转移。/n

【技术特征摘要】
1.一种超导量子比特和里德堡原子量子态转移的方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1：<50mK的制冷平台的第一超导量子比特与两端分别热锚定在<50mK的制冷平台和1K或4K制冷平台的超导传输线腔耦合；
步骤S2：超导传输线腔与在1K或4K制冷平台的超导平面波导腔或超导平面LC谐振腔耦合；
步骤S3：1K或4K制冷平台的超导平面波导腔或超导平面LC谐振腔与里德堡原子耦合；
步骤S4：利用第二超导量子比特抽取超导传输线腔和超导平面波导腔或超导平面LC谐振腔组成的耦合腔系统中的热光子数，实现超导量子比特到里德堡原子的高保真度量子态转移。


2.根据权利要求1所述的超导量子比特和里德堡原子量子态转移的方法，其特征在于，在步骤S1至步骤S3中，利用超导传输线腔和超导平面波导腔或超导平面LC谐振腔组成的耦合腔系统可实现超导量子比特到里德堡原子的量子态转移。


3.根据权利要求2所述的超导量子比特和里德堡原子量子态转移的方法，其特征在于，在步骤S1至步骤S3中，当第一超导量子比特与超导传输线腔的耦合强度和里德堡原子与超导平面波导腔或超导平面LC谐振腔的耦合强度相等时，可以实现超导量子比特到里德堡原子的高保真度的量子态转移。


4.根据权利要求1所述的超导量子比特和里德堡原子量子态转移的方法，其特征在于，在步骤S4中，所述第二超导量子比特对热光子的抽取速率的计算公式如下：



其中，NC为抽取热光子的第二超导量子比特的数量，gc为第一超导量子比特和超导传输线腔的耦合强度，Γf为超导量子比特从激发态到基态的退相率。


5.根据权利要求1所述的超导量子比特和里德堡原子量子态转移的方法，其特征在于，所述超导量子比特在初始时刻处于激...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴炜韬，丁成赟，袁健豪，梁振涛，颜辉，
申请(专利权)人：华南师范大学，
类型：发明
国别省市：广东;44