基于超导比特量子算法腔qed实现方案

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1、基于超导比特的量子算法腔QED实现方案ImplementationofQuantumAlgorithmviasuperconductingqubitsincavityQED姓名:卢艳学科专业:光学研究方向:量子信息与量子光学指导教师:杨名教授曹卓良教授完成时间:2008年4月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得安徽大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本

2、研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解安徽大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权安徽大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：年月日学位论文作者毕业去向：工作单位：电话：通讯地址：邮编：摘要摘要量子信

3、息学是由量子力学和信息科学相结合而形成的一门新兴学科，它通常包括量子通信和量子计算两部分。量子计算的核心是用可控制的量子系统作为硬件来进行科学计算、信息处理和量子模拟。由于依赖量子力学的相关特性进行信息处理，使得量子计算可以解决一些经典计算机无法解决的问题，近年来已经成为国际学术界争先研究的热点，被认为是最有吸引力的前沿领域之一。从物理的观点来看，计算机是一个物理系统，计算则是这个系统演化的物理过程，因而在量子计算的处理中，寻找合适的物理系统是一个关键问题。在近几年的研究中，人们逐渐发现超导量子系统与其它的量子信息处理系统相比，它的

4、超导量子比特具有易操控、易扩展和易集成的特点，对人们在设计、控制和测量上具有很大的自由度，因而超导量子系统是最有前景的量子信息处理器的侯选系统。本硕士文重点讨论利用超导比特的腔QED系统，以超导量子干涉仪比特（SQUIDqubits）为信息的承载体来进行纠缠态的制备，构建量子逻辑门，从而实现量子计算。主要成果有：1.基于超导比特的腔QED技术的Grover算法和Deutsch-Jozsa算法的实现方案。在超导量子干涉仪——腔系统中，分别利用共振作用和大失谐相互作用去实现Grover算法和Deutsch-Jozsa算法。该方案的优点在

5、于这样的量子计算系统不但在计算过程中容易控制，而且在对待消相干影响时更容易抑制。2.几何量子计算的讨论。本文提出了建立在非传统几何相位门上的量子计算，这样的量子计算的特点是利用几何位相的整体几何性质来避免某些局域的无规噪声的影响，从而实现较高保真度的量子门，因而可以克服消相干效应的影响。关键词：腔QED，超导量子干涉仪，Grover算法，Deutsch-Jozsa算法，几何量子计算-1-AbstractAbstractQuantuminformationisanewsubject,whichisthecombinationofQua

6、ntumMechanicsandInformationScince.Itincludesquantumcomputationandquantumcommunicationingeneral.Thecoreofquantumcomputationistocarryoutscientificcomputing,quantuminformationprocessingandquantumsimulationwiththecontrolledquantumsystemasthehardware.Basedontheprincipleofqu

7、antummechanics,quantumcomputationcansolvesomeproblemsthatcannotbeaccomplishedbyclassicalcomputer.Inrecentyears,quantumcomputationhasbecomeafocus,andcomprehensivelystudiedbytheinternationalacademiccommunity.Itisconsideredasoneofthemostattractiveareasoftheresearchfrontie

8、r.Fromtheaspectofphysics,computerisaphysicalsystem.Computationisaphysicalprocessingoftheevolvementofthesystem.So,inth