Введение в динамику сверхпроводниковых квантовых цепей (200,00 руб.)

Стр.4

Стр.5

Стр.6

УДК 530.143:519.72(075.8) И 468 Рецензенты: д-р физ.-мат. наук, профессор Я.С. Гринберг д-р физ.-мат. наук, профессор В.В. Рязанов Ильичёв Е.В. И 468 Введение в динамику сверхпроводниковых квантовых цепей: учебник / Е.В. Ильичёв. – Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2018. – 174 с. (Серия «Учебники НГТУ»). ISBN 978-5-7782-3675-2 Учебник посвящен изложению основ слабой сверхпроводимости и ее существующим и потенциальным применениям. Особое внимание уделено описанию недавно открытых джозефсоновских квантовых битов, называемых кубитами. По уровню изложения он доступен студентам старших курсов и аспирантам физико-технических направлений высших учебных заведений. Начальные знания квантовой механики необходимы. Изложены основы физики джозефсоновских контактов. Подробно рассмотрена динамика квантовых двухуровневых систем, приводятся примеры описания открытых квантовых систем. Обсуждаются особенности измерения и контроля сверхпроводниковых кубитов. Учебник предназначен для магистрантов и аспирантов физикотехнических направлений вузов, специализирующихся в области квантовой информатики и физики конденсированного состояния. УДК 530.143:519.72(075.8) ISBN 978-5-7782-3675-2  Ильичёв Е.В., 2018  Новосибирский государственный технический университет, 2018 4

Стр.4

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие ..................................................................................................... 7 Глава 1. Явление сверхпроводимости ....................................................... 9 Введение ........................................................................................................ 9 1.1. Эффект Мейснера ................................................................................ 13 1.2. Кинетическая индуктивность ............................................................. 20 1.3. Проводимость сверхпроводника ........................................................ 23 1.4. Квантование магнитного потока ........................................................ 28 1.5. Эффект Джозефсона ............................................................................ 30 1.6. Полупроводниковая модель джозефсоновского контакта ............... 35 1.7. Cвойства джозефсоновского тока ...................................................... 38 1.8. Квантовая механика джозефсоновского контакта ........................... 41 1.9. О системах единиц ............................................................................... 45 Библиографический список к главе 1 .......................................................... 46 Глава 2. Примеры сверхпроводниковых устройств ............................. 47 2.1. Основы пленочной сверхпроводниковой технологии ..................... 47 2.2. Болометры ............................................................................................ 49 2.3. Сквиды .................................................................................................. 51 2.4. Стандарт вольта ................................................................................... 65 2.5. Подходы к реализации стандарта тока .............................................. 67 2.6. Сверхпроводниковая электроника ..................................................... 72 Библиографический список к главе 2 .......................................................... 76 Глава 3. Элементы сверхпроводниковых квантовых цепей .............. 77 Введение ......................................................................................................... 77 3.1. Двухуровневая квантовая система ..................................................... 80 3.2. Одноконтактный квантовый интерферометр .................................... 85 3.3. Потоковый кубит ................................................................................. 88 3.4. Потоковый кубит как двухуровневая квантовая система ................ 98 3.5. Копланарный сверхпроводящий резонатор линии передачи ........ 102 3.6. Система «сверхпроводящий резонатор–кубит» .............................. 108 Библиографический список к главе 3 ........................................................ 111 5

Стр.5

ОГЛАВЛЕНИЕ Глава 4. Основы динамики сверхппроводниковых квантовых цепей ........................................................................................ 113 4.1. Матрица плотности ............................................................................ 113 4.2. Уравнение Блоха ................................................................................ 117 4.3. Раби-осцилляции ................................................................................ 122 4.4. Приближение вращающейся волны ................................................. 127 4.5. Уравнение Блоха двухуровневой системы с периодическим возбуждением ..................................................................................... 133 4.6. Элементы квантовой теории релаксации ......................................... 137 Библиографический список к главе 4 ........................................................ 146 Глава 5. Современные методы изготовления, инициализации и считывания системы сверхпроводниковых кубитов ...................... 147 5.1. Основы технологии изготовления сверхпроводниковых кубитов ................................................................................................ 148 5.2. Низкие температуры .......................................................................... 153 5.3. Считывание ........................................................................................ 155 5.4. Усилители на основе сквида ............................................................. 157 5.5. Параметрические усилители ............................................................. 159 5.6. Импульсные генераторы ................................................................... 164 5.7. Использование сверхпроводниковой электроники ........................ 166 Библиографический список к главе 5 ........................................................ 172 6

Стр.6