رساله دکتری رشته مهندسی برق گرایش الکترونیک - ادوات با عنوان بهینه سازی عملکرد کیوبیت های ابررسانا آماده دانلود می باشد.
محتویات فایل: یک فایل زیپ حاوی یک pdf.
تعداد صفحه: 151
دانشگاه: صنعتی شریف
چکیده
یکی از مهمترین و پیشرفته ترین ابزارهای مورد نیاز بشر، وسایل محاسباتی همچون رایانه ها میباشند که در چند سال اخیر با توجه به رشد و پیشرفت سریع تکنولوژی نیمه هادی سریعترین آنها ساخته شدهاند. اما رایانه های امروزی پاسخگوی همه این نیازها نیستند. دو مسئله بسیار مهم که در آنها ضعف محسوب میشود؛ یکی سرعت انجام محاسبات است که با توجه به حد نهائی تکنولوژی ساخت ادوات نیمه هادی و رسیدن به ابعاد نزدیک اتم، دیگر نمیتوان به سرعتهای بسیار بالاتر امیدوار بود ، و دوم حل برخی مسایل بسیار پیچیده که با اینگونه رایانه ها سالها و بلکه قرنها طول خواهد کشید. درحالیکه با توجه به اصول علم کوانتوم و برخی الگوریتمهای معرفی شده ، این مسایل توسط یک رایانه کوانتومی در مدت زمان بسیار بسیار کمتر به نتیجه خواهدرسید. در رایانه های کوانتومی به منظور بهره گیری از اصول کوانتوم به بیت کوانتومی نیاز است که از بین طرح های مختلف، بیتهای کوانتومی بر مبنای مواد ابررسانا توجه و محبوبیت بیشتری را به خود اختصاص داده اند. تمامی تحقیقات انجام شده درباره این بیت ها با در نظر گرفتن ارتباط جریان و اختلاف فاز پیوند جوزفسون به صورت سینوسی خالص بوده است. اما این یک رابطه تقریبی است و به دلیل حساسیت بسیار بالای پیوندهای جوزفسون و حالتهای کوانتومی، محاسبات دقیقتری احتیاج است. بدین منظور آنالیزی از موضوع تونلزنی درپیوندهای جوزفسون ارایه دادهایم که در آن پس از حل دقیق معادله گینزبرگ - لاندائو با روشی نوین احتمالات تونلزنی حالتها در یک کیوبیت فاز تک پیوندی را بدست آوردهایم. در این پروژه برای اولین بار تأثیر دقیق پارامترهای خود پیوند و پارامترهای خارجی سیستم همچون عرض پیوند، سطح مقطع پیوند، جریان بایاس ومیدان مغناطیسی خارجی را بررسی کرده و پس از تعریف و محاسبه معیارهای منطقی برای عملکرد بهینه کیوبیت، شرایط مناسب عملکرد و اندازه گیری حالت در آن را بدست آورده ایم. همچنین نتایج محاسبات بدست آمده را با گزارش یک آزمایش تجربی از یک گروه معتبر مقایسه نموده و هماهنگی بسیار خوبی بین این دو یافته ایم که صحت محاسبات را تأیید میکند. در ادامه مشخصات سیستمهای دو کیوبیتی تزویجی را بررسی نموده و توسط مفهوم تونلزنی دو بعدی، ساختار جدیدی معرفی کرده ایم. در سیستمهای کوانتومی تزویجی به دلیل درهمتنیدگی حالت های کوانتومی، اندازه گیری مستقل کیوبیتها امکانپذیر نیست؛ به همین دلیل سیستم پیشنهادی در این پروژه طوری طراحی شده است که همشنوایی اندازه گیری در آن قابل صرف نظر باشد.همچنین، با الهام از مدار دو کیوبیتی، سیستم تک کیوبیتی دو پیوندی طراحی نموده ایم که در آن تشابه اندازه گیری پیش بینی شده به مقدار 99.99% رسیده است. این تشابه اندازه گیری عالی حتی به وسیله پالس هایی با عرض کمتر از یک نانو ثانیه به دست میآید، در حالی که بالاترین تشابهات گزارش شده تا به امروز توسط پالس های زمانی پهن بدست آمده اند. در انتها زمان عدم همدوسی این ساختار را بررسی نموده و بهبود قابل ملاحظه ای را در مدار طراحی شده مشاهده کرده ایم.
رساله دکتری مهندسی برق گرایش الکترونیک با عنوان بهینه سازی عملکرد کیوبیت های ابررسانا
