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《量子算法與量子計算實驗論文》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、量子算法與量子計算實驗論文.freelputationareintroduced,suchasentanglement,quantumbit.Severalkindsofmainquantumalgorithmsareillustrated,suchasShoralgorithm-thequantumalgorithmforfactoring,Groversearch-thesearchforthedisorderingdatabase,Hoggsearch-highstructurizationsearch.Onth
2、ebasisofknoputationputingandquantumalgo2rithm,tsportantroleintheexperimentofquantumputationagicresonanceandcavi2tyatomsystem.KeyalgorithmQuantumputationQuantumbitEntanglement量子計算是量子物理與計算機科學交匯而生的一門新興學科。它的出現(xiàn)實質(zhì)上是量子物理學向物質(zhì)、能量和信息這三大領地的最后一塊信息領域的進軍。一、量子計算的基本理論1、糾纏1935年,
3、Schrdinger首先給出了糾纏態(tài)的定義:由空間分離的兩個子系統(tǒng)構(gòu)成的純態(tài),如果系統(tǒng)波函數(shù)不能分解為兩個子系統(tǒng)波函數(shù)的乘積,.freelial)問題。對于P問題,我們在有限的時間內(nèi)總能找到辦法求得它的解。對于我們在有限的時間內(nèi)不可能找到辦法求得解的問題稱之為NP(Non-Polynomial)問題。目前世界上應用最廣也是最成功的加密方法-公開密鑰RSA系統(tǒng)的核心思想就是利用大數(shù)在有限時間內(nèi)不可有效質(zhì)因子化這一結(jié)論。1995年,P.Hz,1H的中心共振頻率約為500MHz。實驗體系的哈氏量為H=2πnhJICZIHZ+
4、PH,所以各步驟如Grover搜索所介紹的那樣。比較實驗和理論,可以發(fā)現(xiàn)實驗中存在一些誤差。這些誤差主要來自磁場和射頻場的不均勻、初始時間的校正和信號衰減等。2、腔與原子體系腔量子電動力學(C-QED)體系是另外一種可以進行量子計算的量子系統(tǒng)。腔量子電動力學體系之所以可以實現(xiàn)對兩位量子信息進行處理量子系統(tǒng),一個重要原因就是腔中的輻射場與原子具有很強的非線性相互作用,這種相互作用的演化導致腔場和原子體系的本征態(tài)處于糾纏態(tài)。腔量子電動力學體系包含光腔和微波腔。這里我們主要介紹微波腔體系中應用Rydberg原子與微波腔相互作
5、用實現(xiàn)的條件量子相移門(QPG)。條件量子相移門(QPG)需要對兩量子位的如下變換:
6、a,b〉→exp(i,
7、b>分別代表兩量子位的基矢
8、0>或
9、1>,而δa,1,δb,1為通常的克隆尼克符號。條件量子相移門(QPG)在兩個量子態(tài)都處在
10、1>時,產(chǎn)生一個=
11、0>或1個光子的腔場
12、a>=
13、1>而,目標量子位是Rydberg原子的兩個能級
14、i>(定義
15、b>=
16、0>)和
17、g>(定義為
18、b>=
19、1>)。實驗中應用的Rb原子的能級除了目標量子位兩個Ry2dberg原子的能級
20、i>和
21、g>以外,還包括一個相關的能級
22、e>。三個相關
23、的Rydberg原子態(tài)分別代表Rb原子的主量子數(shù)n=51(
24、e>),n=50(
25、g>)和n=49(
26、i>)。原子的能級
27、e>和
28、g>與微波腔場發(fā)生共振相互作用,而原子能級
29、g>和
30、i>之間通過另外的微波場產(chǎn)生耦合。當原子處于能級
31、i>或者腔場處于
32、0>,原子與腔場的系統(tǒng)狀態(tài)不發(fā)生變化,而當原子腔場的初始處于
33、g,1>態(tài)時,控制原子的速度使原子
34、g>與
35、e>量子態(tài)在腔場中經(jīng)歷一個2π的拉比振蕩,
36、g,1>態(tài)演化為-
37、g,1>=exp(πi)
38、g,1>。因而系統(tǒng)的演化可以描述為:
39、a,b〉→exp(iπδa,1δb,1)
40、
41、a,b〉這個過程實際實現(xiàn)了相移為π的條件量子相移門(QPG)。
