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第五章 量子计算及其光学实现,,5.1 普适量子门与量子线路,,,,,,,,,,,one-way computer模型
以上线路模型是经典计算的标准模型,量子计算有自己的特点,因而有其它计算模型。
one-way computer首先需要制备特殊的纠缠态(Graph state),然后只进行单比特测量就可完成量子计算,也称基于测量的量子计算(measurement-based quantum computation)。,,5.2 量子算法,,几何表示:,,,,,,5.3 量子计算的光学实现,DiVincenzo判据
量子计算物理实现的五个要求:
1)有一个能提供量子比特并可扩展的物理系统。
2)能把量子比特制备成初始基准态。
3)消相干时间长,足以完成量子操作。
4)能执行普适门集合中的量子门操作。
5)能对量子比特进行有效的测量。
候选物理系统:
1.线性光学系统(linear optics)2.离子阱(ion trap)
3.腔量子电动力学(cavity electrodynamics, cavity QED)
4.超导约瑟夫森结系统(Josephson junction)
5.核磁共振系统(NMR)
6.量子点系统(quantum dot),David DiVincenzo,,后来,有简化方案及其偏振编码版本:,,2.CZ门,通过两个HOM干涉仪和两个NS门实现两个逻辑比特的受控Z门操作,成功概率是NS门成功概率的平方。
问题研究:试对该CZ门的执行过程和结果进行分析。
3.通向可扩展量子计算机
直接扩展的成功概率随两比特门的数目指数衰减。有许多克服该困难的方案。
KLM:利用teleportation,将概率性CZ门的作用归结到纠缠态制备过程,排除到量子计算过程之外。但由于Bell态测量在线性光学下也是概率性的,又通过改进纠缠态使成功概率渐进趋于1,并使用编码对传态失败进行纠错。
簇态(cluster state )的one-way computer方案,如Duan的方案。,5.3.2 腔QED,,,,,,,,,,
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