過去的三十多年間,量子信息和量子計算獲得了巨大的發(fā)展,基于量子密鑰分發(fā)的量子保密通信已經(jīng)從實(shí)驗室走向工程應(yīng)用;基于量子態(tài)疊加原理并行性的量子計算能夠大大加速某些計算任務(wù),如大數(shù)質(zhì)因數(shù)分解。除了學(xué)術(shù)界,IBM、Intel、谷歌、微軟、華為、阿里、百度以及騰訊等大企業(yè)也加入了量子計算的研發(fā)隊伍。從目前的研究來看,開發(fā)功能齊全的通用量子計算機(jī)面臨著可擴(kuò)展性的挑戰(zhàn),需解決集成大量的量子比特和校正計算過程中的量子誤差等難題。為了應(yīng)對這些挑戰(zhàn),多種容錯量子計算構(gòu)架被提出。在這些構(gòu)架中,均需要對量子過程中的誤差進(jìn)行準(zhǔn)確估計。一種用于表征量子過程中誤差的典型方法是借助于量子過程中的隨機(jī)酉操作為隨機(jī)基準(zhǔn)測試進(jìn)行平均保真度估計,該方法被廣泛應(yīng)用于量子噪聲信道或量子門誤碼率的估計。本文正是圍繞基于酉t-設(shè)計的隨機(jī)基準(zhǔn)測試展開研究,通過局域隨機(jī)量子線路構(gòu)造?近似下的酉t-設(shè)計,基于酉設(shè)計對噪聲量子信道平均保真度進(jìn)行估計,并且對量子線路的噪聲進(jìn)行隨機(jī)化調(diào)制以改善較低保真度的量子門不能滿足容錯量子計算門限的情況,有利于實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的容錯量子計算,所取得的主要研究成果如下:1.提出了酉t-設(shè)計中酉算子集合的選擇準(zhǔn)則。... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：129 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號對照表
縮略語對照表
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 量子計算的部分研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于隨機(jī)基準(zhǔn)測試的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.3 論文主要工作及章節(jié)安排
        1.3.1 論文主要工作
第二章 量子信息處理的基本知識
    2.1 引言
    2.2 量子態(tài)與測量
    2.3 復(fù)合量子系統(tǒng)
    2.4 量子信道
    2.5 特殊的超算子表示方法
    2.6 框架理論
        2.6.1 框架的定義
        2.6.2 框架勢能
    2.7 本章小結(jié)
第三章 酉t-設(shè)計中酉算子集合的選擇標(biāo)準(zhǔn)
    3.1 引言
    3.2 酉算子的t-框架
        3.2.1 t-Bessel序列
        3.2.2 t-框架
        3.2.3 t-框架的勢能
    3.3 酉t-設(shè)計的酉算子選擇標(biāo)準(zhǔn)
        3.3.1 酉t-設(shè)計
        3.3.2 酉t-設(shè)計的酉算子選擇標(biāo)準(zhǔn)
        3.3.3 酉t-設(shè)計的有限緊框架勢能最小值
    3.4 應(yīng)用舉例
    3.5 本章小結(jié)
第四章 利用局域隨機(jī)量子線路構(gòu)造?近似下的酉t-設(shè)計
    4.1 引言
    4.2 局域隨機(jī)量子線路構(gòu)造?近似下的酉t-設(shè)計
        4.2.1 局域隨機(jī)量子線路
        4.2.2 局域隨機(jī)量子線路通過張量積擴(kuò)展構(gòu)造?近似下的酉t-設(shè)計
        4.2.3 局域隨機(jī)量子線路譜間隙的下界
        4.2.4 局域隨機(jī)量子線路構(gòu)造?近似下的酉t-設(shè)計的長度
    4.3 基于局域隨機(jī)量子線路對噪聲信道平均保真度的估計
        4.3.1 可分的噪聲信道平均保真度估計
        4.3.2 不可分的噪聲信道平均保真度估計
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于酉2t-設(shè)計的級聯(lián)噪聲量子信道平均保真度估計
    5.1 引言
    5.2 基于酉2t-設(shè)計的級聯(lián)噪聲量子信道平均保真度估計
        5.2.1 基于酉2t-設(shè)計的噪聲信道平均保真度估計
        5.2.2 級聯(lián)噪聲信道平均保真度估計
    5.3 級聯(lián)的噪聲量子門線路平均保真度估計
        5.3.1 級聯(lián)噪聲量子門線路平均保真度估計
        5.3.2 級聯(lián)時不變噪聲線路平均保真度估計
        5.3.3 級聯(lián)量子門無關(guān)的時漸變噪聲線路平均保真度估計
    5.4 級聯(lián)噪聲信道平均保真度的誤差分析
        5.4.1 基于局域隨機(jī)量子線路的平均保真度誤差分析
        5.4.2 多次實(shí)驗的誤差分析
        5.4.3 酉誤差分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 一種提高量子線路平均保真度的方法
    6.1 引言
    6.2 單量子比特的隨機(jī)噪聲調(diào)制方法
    6.3 多量子比特的隨機(jī)噪聲調(diào)制方法
        6.3.1 基于酉2t-設(shè)計的多量子比特隨機(jī)噪聲調(diào)制
        6.3.2 基于對偶量子計算構(gòu)造酉2t-設(shè)計
        6.3.3 仿真分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 研究結(jié)論
    7.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡介



本文編號：3375972