在完成某些計算任務時,相比于如今多種的經(jīng)典算法,量子計算機無疑具有更加快捷的優(yōu)勢。理論上每一個量子算符都可以被分解成為一系列的單量子和雙量子位邏輯門,但是隨著量子比特成比例的增加,這種方法雖然在理論上可實現(xiàn)但卻是難以想象的復雜。使用多體的邏輯門就會使這個過程大大簡化,然而若通過雙比特量子門或單比特量子門來實現(xiàn)多體邏輯門,保真度會因為退相干而顯著惡化。因此,在沒有單量子比特或雙量子比特算符的參與下單步實現(xiàn)多體門至關重要。本文主要提供了利用原子和光腔相互作用的方法來單步實現(xiàn)一個典型的三量子比特門—Toffoli門（控-控-非門）。在一系列的耦合腔內,每個耦合腔中都置于一個三能級的原子,這樣量子信息被編碼在完全相同的低能態(tài)的原子上,從而能夠便捷地去標記各個量子比特。原子和經(jīng)典（量子）場間的大的失諧對于Toffoli門的實現(xiàn)影響非常大。我們還基于馬爾科夫主方程分析了原子腔的衰變和原子的自發(fā)輻射對于實現(xiàn)Toffoli門的保真度,發(fā)現(xiàn)單步實現(xiàn)的Toffoli門對退相干影響具有魯棒性。另一方面,目前各種自旋鏈模型已經(jīng)被廣泛應用于模擬量子計算中,海森堡自旋鏈模型是相對簡單的模型。本文所要構造的自旋鏈模... 

【文章來源】：東北師范大學吉林省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：44 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

單激發(fā)態(tài)條件下演化期間Toffoli門的真值表

圖 4 參數(shù)為 δ g時 Toffoli 門的保真度（具體參數(shù)選擇為 0.02 , , 0.1b aΩ = Ω = Ω = g Δ = g J = g）2.6 系統(tǒng)的魯棒性分析由于物理系統(tǒng)并不是一個孤立的系統(tǒng)，它必然會受到外界環(huán)境的干擾，而主要的干擾是來自耦合腔的衰變、原子的自發(fā)輻射。接下來，我們將用數(shù)值的方法來展示耦合腔的衰變和原子的自發(fā)輻射如何來影響 Toffoli 門最終的保真度。在 Markov 近似下，系統(tǒng)的主方程可由以下的 Lindblad 方程[46]產(chǎn)生：[ ]3 130,1 11 1,2 21 12 2I j j j j j jjel j j j jj le el ee eel jρ i H ρ κ a ρ a a a ρ ρa aγ σ ρσ σ ρ ρσ== = = + + （2.6.1）κ 代表耦合腔的衰變率，elγe 躍遷到l 的原子自發(fā)

【參考文獻】：
博士論文
[1]楊—巴克斯特方程在拓撲物理中的應用[D]. 孫春芳.東北師范大學 2011



本文編號：3376735