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中文摘要：
近年来，随着以量子态为基础的量子信息科学的发展，实现量子信息的传送、处理以及数据计算正在成为人们共同努力的方向。特别是为实现量子计算，我们必须对适当的量子力学体系中相干的动力学过程进行人为的控制，这一量子态工程已成为现代物理学中一个重要的研究领域。超导量子比特是固态电路，因此可以集成，结构可以进行设计，是目前最有可能成为实用的量子比特实体。本课题用超导Josephson隧道结构成量子比特、研究结的势垒中由两能级状态涨落引起的一种新的消相干机制。深入研究这种涨落的特性和规律，探究它与超导结的材料和制备之间的关系，并提出改善这样消相干现象的途径。具体的研究内容有以下几方面超导约瑟夫逊结量子比特中的谐振现象的实验观察及其规律；超导结势垒特性的分析；超导结势垒中的两能级状态及其所形成的涨落的特性与规律；超导结的材料与制备对于涨落的特性的影响；改善消相干特性的可能性。
结论摘要：
超导约瑟夫森结是实现超导量子比特的基本元件，了解和掌握它的宏微观量子特性也就成为应用它实现量子比特运算的必需条件。本课题在超导量子比特基本元件- - 约瑟夫森结的宏观量子特性的测量及其制备方面做了深入细致的研究工作，主要研究成果包括三个方面建设完成了测量约瑟夫森结宏观量子特性所必备的极低温、极低电磁噪声环境的检测系统；制备了NbN/AlN/NbN隧道结、完善了制备Al/AlOx/Al隧道结工艺；对隧道结宏观量子态及其演化的进行了测量和研究。
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