量子计算第一步:合成和控制预定的量子态

摘要

量子力学在过去的一个世纪获得了长足的发展．其中许多反直觉的预言（如不确定性原理、叠加态和纠缠态）已经在物理学的各个分支领域被实验所证实．近年来，人们认识到有些看似荒谬的理论在许多领域也有其应用价值，如：量子密码术和量子计算等．这一认识激发了科学家对于“量子态加工技术”的兴趣，这些技术很可能在未来的量子计算中发挥作用．～般认为，量子力学主要对原子、原子核和电子等微观系统起作用，但最近的研究表明，在人工设计的超导线路（微米或毫米尺寸）中，量子力学行为也能得到控制．由超导电感和电容组成的线性谐振器是最简单的超导量子线路，它可以接受一个一个的（微波频率）光子注入并存储这些光子．另外一种超导量子线路是使用约瑟夫森（Josephson）结（作为非线性电感）构成的量子比特（qubit），Josephson qubit是一个双态系统，具有基态Ig）和激发态le）．