二十世紀80年代,量子力學和信息科學結(jié)合產(chǎn)生了一門新的交叉學科—量子信息學,包括量子計算和量子通信。其中,量子計算因為其強大的并行計算能力,在面對日益增長的大規(guī)模計算任務時,具有遠超經(jīng)典計算的巨大優(yōu)勢,而成為一個世界性的研究熱點。量子邏輯門是量子計算機最基礎的構(gòu)造單元中的一個,是實現(xiàn)量子計算的堅實基礎,所以設計出合理可行的量子邏輯門是非常重要的。實現(xiàn)量子邏輯門的物理系統(tǒng)有很多,其中光學系統(tǒng)因為其諸多的優(yōu)點,如光子不容易受到外界影響,光子很容易用分束器處理,線性光學器件簡單易得等,而備受研究者們青睞。然而,光子之間難發(fā)生相互作用,成為用線性光學方法構(gòu)造量子邏輯門的瓶頸,克爾介質(zhì)的出現(xiàn)打破了這一瓶頸,它能使通過它的光子之間發(fā)生弱交叉克爾非線性效應,因此基于弱交叉克爾介質(zhì)的光學量子邏輯門成為一個焦點課題。本文利用這種方案提出了雙比特受控非門、三比特Toffoli門,實現(xiàn)這兩種門的概率幾乎是100%,而且不需要輔助光子,結(jié)構(gòu)簡單,在當前技術(shù)條件下就可以實現(xiàn)。本篇論文包括以下內(nèi)容:第一章介紹了量子計算機的簡述和量子計算機國內(nèi)外研究進展,簡述了基于弱交叉克爾介質(zhì)的光學量子邏輯門的研究意義,最后給出了本文的結(jié)構(gòu)安排。第二章介紹了構(gòu)造量子邏輯門的預備知識,包括量子比特、量子糾纏、量子非克隆定理、線性光學元件、克爾介質(zhì)的交叉克爾效應、量子非破壞性測量以及常用的量子邏輯門。第三章提出了兩光子比特受控非門的實現(xiàn)方案,并且推導受控非門實現(xiàn)的詳細步驟,然后對受控非門產(chǎn)生的錯誤判斷概率進行分析,接下來對本方案中的一些問題進行分析討論,最后對這種方案進行總結(jié)。第四章提出了一種基于克爾非線性效應的三比特控制控制非門,推導了控制控制非門實現(xiàn)的具體步驟,并進行分析總結(jié)。最后對全文進行了總結(jié)與展望。
【學位單位】：江西師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：O413;TP38;O43
【部分圖文】：

相位片示意圖

基于弱交叉克爾介質(zhì)的光學量子邏輯門 2-1 所示，它是一個單輸入單輸出的線性光學器件一個附加的相移： i e。原理是光在不同率大的介質(zhì)，光在介質(zhì)里傳播速度會變小。圖 2-1 相位片示意圖.2 分束器

11圖 2-3 光的分束器實物圖器是一個雙端口輸入雙端口輸出的光學元件（般是由金屬膜或介質(zhì)膜構(gòu)成，它的作用是把一束偏振性，但是各條光束的光強度總和相等。當光以一定的概率反射或透射，如圖 2 所示，a,b
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 蘇曉飛,王順金;一位量子邏輯門的物理實現(xiàn)[J];四川大學學報(自然科學版);2005年02期

2 張融,朱士群;離子阱中量子邏輯門的實現(xiàn)[J];量子光學學報;2002年S1期

3 詹明生,張登玉;量子邏輯門的表示與實現(xiàn)[J];原子與分子物理學報;1998年S1期

4 方細明,朱熙文,馮芒;核磁共振實現(xiàn)基本量子邏輯門和量子分立付里葉變換[J];量子光學學報;1999年02期

5 李艷玲;;基于腔-光纖系統(tǒng)制備糾纏和實現(xiàn)遠程量子邏輯門的研究進展[J];江西理工大學學報;2011年03期

6 許新山;肖芳英;張軍;陳漢武;;二分法在多線量子邏輯門分解中的應用[J];東南大學學報(自然科學版);2010年05期

7 麥麥提依明·吐孫;耿建培;榮星;;基于固態(tài)自旋體系的高保真度量子邏輯門的實驗研究[J];中國科學技術(shù)大學學報;2018年12期

8 張登玉;譚詠康;;經(jīng)典邏輯門與量子邏輯門[J];衡陽師范學院學報;2019年03期

9 嚴曉波;王順金;;由各向異性海森伯自旋環(huán)鏈組成的量子位及其通用量子邏輯門[J];物理學報;2006年04期

10 鐘艷花,余偉紅,余曉敏;量子邏輯門核磁共振實驗的仿真實現(xiàn)[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2005年01期

相關(guān)博士學位論文 前10條

1 張艷;銣原子中光場軌道角動量量子邏輯門產(chǎn)生的理論與實驗研究[D];西安電子科技大學;2018年

2 方細明;量子計算的核磁共振實現(xiàn)[D];中國科學院研究生院（武漢物理與數(shù)學研究所）;1999年

3 郝樹宏;連續(xù)變量量子邏輯門序列和量子誤差修正[D];山西大學;2016年

4 彭朝暉;基于壞腔的量子信息處理[D];湖南師范大學;2013年

5 李曉瑜;量子計算與量子信息中若干問題的研究[D];電子科技大學;2014年

6 程留永;基于腔輔助相互作用的量子糾纏和量子邏輯門[D];哈爾濱工業(yè)大學;2014年

7 李艷玲;基于原子—腔—光纖系統(tǒng)的糾纏態(tài)制備和遠程量子邏輯門實現(xiàn)方案[D];湖南師范大學;2010年

8 龔彥曉;基于線性光學元件和光子的量子信息處理[D];中國科學技術(shù)大學;2009年

9 耿建培;基于固態(tài)自旋量子比特的高保真度量子邏輯門的實驗研究[D];中國科學技術(shù)大學;2017年

10 修曉明;基于弱交叉克爾非線性的量子信息處理[D];大連理工大學;2014年

相關(guān)碩士學位論文 前10條

1 張秦;基于弱交叉克爾介質(zhì)的光學量子邏輯門[D];江西師范大學;2019年

2 陳賽;新型量子邏輯門的構(gòu)造方法的研究與實現(xiàn)[D];揚州大學;2017年

3 嚴曉波;由各向異性海森伯自旋環(huán)鏈組成的量子位及其一位通用量子邏輯門[D];四川大學;2006年

4 周淑娜;優(yōu)化控制方法在量子邏輯門中的應用[D];華東師范大學;2013年

5 孫天玉;利用離子阱中囚禁離子對進行量子邏輯門操作和量子態(tài)的制備[D];湖南大學;2003年

6 胡淳喜;基于混沌序列和量子邏輯門組的加密算法研究[D];國防科學技術(shù)大學;2011年

7 劉阿鵬;基于金剛石氮—空位系統(tǒng)的量子邏輯門及其應用[D];延邊大學;2015年

8 康廣青;勢阱離子+腔場系統(tǒng)中量子邏輯門的研究[D];山西大學;2010年

9 孫倩;基于光學系統(tǒng)的量子邏輯門和量子密集編碼[D];安徽大學;2015年

10 周國梁;量子保密通信系統(tǒng)優(yōu)化及量子邏輯門研究[D];北京郵電大學;2010年

本文編號：2882508