基于測量的量子計算——如何實現(xiàn)通用的量子門集.pdf

1、量子計算與量子信息是量子力學與計算機理論相結(jié)合而產(chǎn)生的一門新型交叉學科。在量子信息論中已經(jīng)存在一個標準的量子計算模型——量子線路，并且已經(jīng)證明了這個模型利用單量子比特門和一個受控非門可以進行通用的計算。本文論述兩種基于測量的量子計算模型——維量子計算模型（One way quantum computation，簡稱1WQC），量子隱形傳態(tài)計算模型（Teleportation quantum computation，簡稱TQC）。1WQC

2、模型通過在一個簇態(tài)上作用一系列一個量子位的測量進行計算，而TQC模型利用隱形傳態(tài)門的思想通過作用一系列旋轉(zhuǎn)Bell測量進行計算。并且論述了這兩個模型也可以進行通用的量子計算和這兩個模型間的兩個聯(lián)系。 本文通過對基于測量的量子計算模型進行研究，在部分總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上主要做了如下工作：1）將1WQC模型實現(xiàn)的單個單量子比特門推廣到連續(xù)作用一系列的單量子比特門的情況，在一個4n+1個量子位組成的簇態(tài)上通過4n次單量子位的測量可

3、以連續(xù)實現(xiàn)n個量子門Ui（1≤i≤n）；2）考慮到在TQC模型中旋轉(zhuǎn)Bell態(tài)需要作用一個單量子比特門，根據(jù)U=Rx（α）Rz（β）Rx（η）重復三次旋轉(zhuǎn)Bell態(tài)｜β（±Uk）ij）測量實現(xiàn)一個單量子比特門，其中量子門Uk表示在第k次旋轉(zhuǎn)測量時所需要的旋轉(zhuǎn)算子，而Uk前面的符號由前面的測量結(jié)果決定；3）將TQC和1WQC模型連接起來形成一個新的模型，將1WQC實現(xiàn)的量子門直接作用在Bell態(tài)上得到旋轉(zhuǎn)Bell態(tài)，再利用得到的旋轉(zhuǎn)Bel