1、量子計(jì)算理論向我們展示了誘人的前景，然而要真正實(shí)現(xiàn)有實(shí)用價(jià)值量子計(jì)算機(jī)，我們?nèi)杂幸恍l件沒有達(dá)到，目前的實(shí)驗(yàn)技術(shù)條件制備的量子比特往往還不能同時(shí)具有良好的相干性和集成性。另外，還有一個(gè)重要的問題需要我們更深一步探索，那就是，當(dāng)我們把很多量子比特集成在一起的時(shí)候，如何可以更好的進(jìn)行量子計(jì)算。本文主要介紹了我們?cè)诙囿w系統(tǒng)中關(guān)于量子計(jì)算、調(diào)控與量子關(guān)聯(lián)三個(gè)方面的研究工作，主要包括：
　　 (1)我們提出了一個(gè)用超導(dǎo)Josephson結(jié)

2、量子比特實(shí)現(xiàn)一個(gè)自包含的量子制冷機(jī)的方案。這個(gè)制冷機(jī)系統(tǒng)中包含三個(gè)量子比特，分別充當(dāng)待降溫目標(biāo)、制冷機(jī)和熱機(jī)的角色。通過調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)墓舱駰l件，這三個(gè)量子比特可以從直接的兩體作用產(chǎn)生等效的三體相互作用。另外，通過向這三個(gè)量子比特輸入不同強(qiáng)度的電流噪聲，我們可以為它們提供不同的等效溫度，從而不需要其他外加調(diào)控就可以使這個(gè)制冷機(jī)系統(tǒng)得以持續(xù)工作。
　　 (2)我們演示了在一個(gè)由Josephson磁通量子比特搭建成的陣列上用隧穿的方法進(jìn)行

3、量子計(jì)算的過程。這個(gè)是一個(gè)具有拓?fù)湫虻南到y(tǒng)，它基態(tài)空間的簡(jiǎn)并度與陣列上穿孔的數(shù)量有關(guān)，即與陣列的拓?fù)溆嘘P(guān)。我們演示了如何在這個(gè)簡(jiǎn)并空間中對(duì)邏輯量子比特進(jìn)行編碼，并通過施加適當(dāng)?shù)耐鈭?chǎng)，驅(qū)動(dòng)準(zhǔn)粒子沿特定的非平庸路徑運(yùn)動(dòng)，從而完成對(duì)邏輯量子比特的操作。原則上，在這個(gè)系統(tǒng)上可以進(jìn)行通用的量子計(jì)算。
　　 (3)我們研究了在拓?fù)湎嘧兿到y(tǒng)中的量子關(guān)聯(lián)，包括一維的和二維的系統(tǒng)。我們發(fā)現(xiàn)，在二維的拓?fù)湎嘧兿到y(tǒng)中，局域的量子關(guān)聯(lián)會(huì)完全消除，而一維