超导量子电路教程:从基础到应用
随着超导电路成为可扩展量子信息处理的主流平台,构建从宏观量子现象基本原理到现代量子设备架构的全面知识桥梁,对于引导新研究人员进入该领域日益重要。本教程为本科生提供了自成体系、教学性强的超导量子电路入门指导。从超导性和约瑟夫森效应的概述出发,该工作系统性地将微波电路量子化纳入电路量子电动力学(cQED)框架。随后以transmon量子比特作为尖端应用案例,详细推导了其哈密顿量及其与控制/读出电路的相互作用关系。通过对驱动型transmon-谐振器系统中真空拉比振荡的数值模拟——这个展现强耦合机制下相干能量交换特征的经典实验,理论形式体系得到了巩固。该研究既可作为基础指南,也是初学者的入门指引,为学生和研究人员提供了理解与设计超导量子硬件所需的概念工具和数学方法。

