Диссертация

Настоящая диссертационная работа посвящена теоретическим и экспериментальным исследованиям фундаментальных свойств сверхпроводниковых микро- и наноструктур и вопросам их применения для построения квантовых приборов. Основными объектами исследований являются сверхпроводниковые кубиты и их ансамбли, взаимодействующие с микроволновыми резонаторами, а также созданные на их основе прототипы квантовых компьютеров и симуляторов. Цель работы заключалась в изучении влияния декогеренции на квантовые когерентные свойства таких систем. Для достижения целей работы были решены такие задачи как: определение границ применимости квантовых процессоров на основе сверхпроводниковых кубитов-трансмонов с фиксированной частотой для исследования динамики магнитных нанокластеров, разработка тестов для оценки связности и производительности реальных квантовых процессоров на основе трансмонов, исследование процесса формирования коллективного характера динамики разупорядоченного ансамбля сверхпроводниковых кубитов при его взаимодействии с резонатором, совместное влияние декогеренции и неадиабатических эффектов на квантовые состояния системы при проведении быстрых операций над кубитами. Полученные результаты могут быть использованы для проведения вычислений на зашумленных квантовых компьютерах на основе сверхпроводниковых структур, тестирования возможностей квантовых приборов, построения сверхпроводниковых аналоговых и цифровых квантовых симуляторов, инженерии декогеренции в искусственных квантовых системах, наблюдения новых фундаментальных эффектов квантовой электродинамики в полости и исследования их влияния на квантовые состояния при проведении быстрых операций с кубитами.