基于超導(dǎo)比特的量子算法腔QED實(shí)現(xiàn)方案.pdf

1、量子信息學(xué)是由量子力學(xué)和信息科學(xué)相結(jié)合而形成的一門新興學(xué)科,它通常包括量子通信和量子計(jì)算兩部分。量子計(jì)算的核心是用可控制的量子系統(tǒng)作為硬件來進(jìn)行科學(xué)計(jì)算、信息處理和量子模擬。由于依賴量子力學(xué)的相關(guān)特性進(jìn)行信息處理,使得量子計(jì)算可以解決一些經(jīng)典計(jì)算機(jī)無法解決的問題,近年來已經(jīng)成為國(guó)際學(xué)術(shù)界爭(zhēng)先研究的熱點(diǎn),被認(rèn)為是最有吸引力的前沿領(lǐng)域之一。
　　從物理的觀點(diǎn)來看,計(jì)算機(jī)是一個(gè)物理系統(tǒng),計(jì)算則是這個(gè)系統(tǒng)演化的物理過程,因而在量子計(jì)算的處

2、理中,尋找合適的物理系統(tǒng)是一個(gè)關(guān)鍵問題。在近幾年的研究中,人們逐漸發(fā)現(xiàn)超導(dǎo)量子系統(tǒng)與其它的量子信息處理系統(tǒng)相比,它的超導(dǎo)量子比特具有易操控、易擴(kuò)展和易集成的特點(diǎn),對(duì)人們?cè)谠O(shè)計(jì)、控制和測(cè)量上具有很大的自由度,因而超導(dǎo)量子系統(tǒng)是最有前景的量子信息處理器的侯選系統(tǒng)。本碩士文重點(diǎn)討論利用超導(dǎo)比特的腔 QED系統(tǒng),以超導(dǎo)量子干涉儀比特(SQUID qubits)為信息的承載體來進(jìn)行糾纏態(tài)的制備,構(gòu)建量子邏輯門,從而實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算。主要成果有:

3、>　　1.基于超導(dǎo)比特的腔QED技術(shù)的Grover算法和Deutsch-Jozsa算法的實(shí)現(xiàn)方案。在超導(dǎo)量子干涉儀——腔系統(tǒng)中,分別利用共振作用和大失諧相互作用去實(shí)現(xiàn)Grover算法和Deutsch-Jozsa算法。該方案的優(yōu)點(diǎn)在于這樣的量子計(jì)算系統(tǒng)不但在計(jì)算過程中容易控制,而且在對(duì)待消相干影響時(shí)更容易抑制。
　　2.幾何量子計(jì)算的討論。本文提出了建立在非傳統(tǒng)幾何相位門上的量子計(jì)算,這樣的量子計(jì)算的特點(diǎn)是利用幾何位相的整體幾何性質(zhì)