基于Al结的超导量子比特的制备和宏观量子性质研究

通过电子束光刻和双角度蒸发的方法制备纳米或亚微米尺度的Al结qubit器件，并研究器件的宏观量子特性，实现单个qubit上的宏观相干现象测量，并不断改进从而建立易操控、高品质因子的超导量子比特系统。在此基础上，进一步探索超导量子比特间的相互耦合和读出等问题，研究Al结器件中的退相干机理研究，研究超导qubit的单发和非量子破坏读出方法，以及探索从实验上在超导qubit中验观察Berry相等。

超导量子比特的研究是目前量子信息和超导研究领域的一个重要方面。而国内在相关的器件制备和宏观量子特性实验方面还有较大差距。本项目针对超导磁通型量子比特，通过三年的研究工作，较好地完成了项目的目标，在磁通型超导qubit器件的制备和量子相干演化测量方面取得了实质性进展，为进一步深入研究奠定了很好的基础。表现在：建立了利用双角度电子束蒸发制备Al结qubit器件的装置；制备出亚微米尺度的超导flux qubit器件；完善了qubit测量系统；在实验上观测到单个超导flux qubit的宏观量子相干演化（即Rabi振荡），弛豫时间大于300 ns；设计制作了超导共面波导，在液氦温度进行了测量。还在超导Josephson结型器件的宏观量子隧穿等方面进行了研究，取得创新的研究成果。在项目实施过程中,在超导量子干涉器件的应用,超导和氧化物薄膜的制备以及物理性质等方面也进行了研究。.项目执行期间，发表研究论文16篇。毕业博士生4名，硕士生3名。