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在量子信息科学的研究中,为了充分利用各个量子系统的优点,我们常常把各个量子系统结合起来从而形成混合系统来实现量子信息的处理、量子态的转移以及研究观察各种新奇的量子物理现象。比如,可以把超导量子比特和纳米机械振子耦合从而充分利用它们的优点。随着理论及实验技术的快速发展,各种新型的超导量子比特与有关器件及其它量子系统的耦合,为量子信息和量子计算的研究开辟了一片新的天地。 电力学系统的耦合强度一般情况下比较小,因此为了加强它的耦合强度,在本论文中我们提出利用超导磁通量子比特代替电容,并且这个比特通过大失谐的相互作用分别与纳米机械振子和超导传输线腔耦合,消去比特的自由度,在单光子水平下通过选用合适的参数诱导出了有效的两个玻色场之间的强耦合,进而实现了它们之间量子态的转移。本论文主要研究的内容如下: 第一章主要介绍了量子信息论的发展进程及量子计算的基本内容,以及在量子计算和量子信息中所涉及的基本概念:量子纠缠态的概念及常见的纠缠态,如Bll态、GHZ态、W态及NooN态、簇态以及Dicke态;几种常见的单比特量子门与两比特量子门;最后介绍了一个重要系统:腔光力学系统及它的哈密顿量。 第二章主要介绍了线路腔量子电动力学的基础,第一部分主要介绍超导量子比特的有关特性及概念:约瑟夫森效应,约瑟夫森方程以及超导量子比特的量子化;第二部分主要介绍了一维传输线腔及其量子化;第三部分主要介绍了超导量子比特与纳米机械振子之间的耦合原理及哈密顿量;最后一部分介绍了线路腔量子电动力学的相关知识,主要是Jaynes-Cummings模型及其动力学。 第三章主要讨论了线路电力学系统,介绍了如果我们用常规的方法,得到的单光子耦合强度一般是比较小的,以及简单介绍了一维传输线腔和纳米机械振子同时耦合到超导比特,利用约瑟夫森效应的非线性来增强纳米机械振子和一维传输线腔之间的耦合。 第四章是本论文的重点,我们利用一个具有△类型三能级的超导磁通量子比特诱导出一个强的电力耦合,这个超导比特通过大失谐的相互作用分别与超导传输线腔和纳米机械振子耦合,同时它还受到一个外界经典电磁场的驱动。我们应用绝热消去的方法消除比特的自由度从而在单光子水平下通过选用合适的参数,成功的诱导出了有效的传输线腔和纳米机械振子之间的强耦合,实现了它们之间的量子态转移。 第五章是本论文的总结。