本论文针对半导体双量子点中电子态的测量与操控展开了实验研究。主要侧重于两个方面：测量方面,发展了一套射频反射式测量技术,这套技术在测量带宽与灵敏度方面是传统测量方式所不能达到的；操控方面,研究了半导体双量子点形成的电荷量子比特中的Landau-Zener跃迁过程,并用这一可控的Landau-Zener跃迁过程模拟了非平衡相变中的Kibble-Zurek机制。本文的主要内容有：1.简要介绍本论文所涉及的物理概念和现象。2.简要介绍了后续实验中样品的加工与制备过程的一般工艺流程,及对流程中的每一步骤中所使用仪器的原理,及使用方法,使用技巧等。我们介绍了如何从一块晶圆出发,到最终制备成可以放入低温系统用于测量的样品的整个过程。3.从实验的角度对测量过程进行了探讨。从极低温平台出发,介绍了样品基本性质的测量方法。进一步的,介绍了后续实验中所用到的测量手段。4.对射频反射式测量进行了研究。这种测量方式与前一章中介绍的传统测量方式不同,有着带宽和灵敏度上的优势。从射频反射式测量电路出发,研究了这种测量方法的原理,并比较了其与传统测量方法获得数据的对应性。并在砷化镓量子点和石墨烯量子点中,分别进行了射频反射式测量的研究,并且籍由这一测量方式的高带宽,发展出了一套快速测量方法,使得测量速度比之传统测量方法有了数量级上的提升。5.介绍了半导体双量子点形成的电荷量子比特中的Landau-Zener跃迁。由二能级体系出发,研究了Landau-Zener跃迁的基本物理,与多通道跃迁形成的Landau-Zener-Stuckelberg干涉现象。在半导体双量子点形成的电荷量子比特中,研究了Landau-Zener跃迁过程,并研究了多通道跃迁所带来的相位累积,并藉由可控的脉冲,实现电荷量子比特的Bloch球面上任意角度的转动,即电荷量子比特完全的普适操作。6.利用半导体电荷量子比特,对Kibble-Zurek机制进行了量子模拟。由平衡态相变出发,介绍了非平衡相变的过程,并介绍了Kibble-Zurek机制。Kibble-Zurek机制描述了非平衡相变中拓扑缺陷的产生。而Landau-Zener跃迁,可以对Kibble-Zurek机制的核心物理进行一个最简单的量子模拟。利用半导体电荷量子比特的可控的Landau-Zener跃迁过程,我们在实验上实现了对Kibble-Zurek机制的模拟,重现了Kibble-Zurek机制中拓扑缺陷的产生与淬火速率的关系。7.对以上实验工作进行了总结,在强调本论文的工作意义同时,提出了尚待改进之处,并对未来的研究进行了建议。本论文的主要创新点为：1.研究了射频反射式测量这一不同于传统测量方式的方法。并且籍由这一测量方式的高带宽,发展出了一套快速测量方法,使得测量速度比之传统测量方法有了数量级上的提升。2.利用半导体双量子点形成的电荷量子比特中受控的Landau-Zener跃迁,实现电荷量子比特的Bloch球面上任意角度的转动,即电荷量子比特完全的普适操作。3.利用半导体电荷量子比特,对Kibble-Zurek机制进行了量子模拟。重现了非平衡相变的Kibble-Zurek机制中拓扑缺陷的产生与淬火速率的关系。