發(fā)布時(shí)間：2023-03-19 13:21

　　量子計(jì)算研究的最終目標(biāo)是建造實(shí)用的高性能量子計(jì)算機(jī)——一臺(tái)以量子力學(xué)為基本原理對(duì)信息進(jìn)行編碼和計(jì)算的新型計(jì)算機(jī)。它在理論上被證明能夠完全模擬當(dāng)前的經(jīng)典計(jì)算機(jī),并且在一些特殊問題上更具有經(jīng)典計(jì)算機(jī)無可比擬的優(yōu)勢(shì)。量子計(jì)算是近十多年來物理學(xué)研究中最熱門的領(lǐng)域之一,已形成了集量子物理學(xué)、數(shù)學(xué)、材料科學(xué)和工程科學(xué)等多學(xué)科交叉研究的局面,吸引了大量的科研人員投身其中。然而,關(guān)于量子計(jì)算機(jī)最終以何種方式(模式)以及在何種物理體系中實(shí)現(xiàn)的問題,目前尚沒有定論,仍處于多種途徑并行研究的階段。 本文介紹了我們?cè)诹孔佑?jì)算新模式和新的物理實(shí)現(xiàn)體系上的工作。使用液體核磁共振技術(shù),我們?cè)诤舜殴舱耋w系中第一次實(shí)驗(yàn)?zāi)M了one-way量子計(jì)算模式的全過程,包括確定性地制備圖態(tài)和實(shí)現(xiàn)one-way模式下的Deutsch-Josza算法。我們的工作驗(yàn)證了one-way量子計(jì)算模式的可行性,同時(shí)也將為其它物理體系開展one-way量子計(jì)算提供有益經(jīng)驗(yàn)。在新的物理實(shí)現(xiàn)體系上,我們重點(diǎn)關(guān)注基于摻雜富勒烯的量子計(jì)算物理體系。我們提出了在摻雜富勒烯體系中構(gòu)筑普適量子邏輯門集合的方案。通過電子自旋為媒介實(shí)現(xiàn)相鄰核自旋之間的兩量子比...

【文章頁數(shù)】：99 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
目錄
第1章 量子計(jì)算緒論
    1.1 量子計(jì)算發(fā)展簡(jiǎn)史
    1.2 量子比特和量子特性
    1.3 如何實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算?
    1.4 本文的結(jié)構(gòu)
第2章 量子計(jì)算模式
    2.1 基于邏輯網(wǎng)絡(luò)的量子計(jì)算模式
    2.2 基于整體控制的量子計(jì)算模式
    2.3 絕熱量子計(jì)算模式
    2.4 One-way量子計(jì)算模式
        2.4.1 Cluster state
        2.4.2 單量子比特測(cè)量和前饋
        2.4.3 物理量子比特、邏輯量子比特和等效邏輯網(wǎng)絡(luò)
        2.4.4 小結(jié)
    2.5 使用液體核磁共振技術(shù)模擬one-way量子計(jì)算
        2.5.1 理論部分
        2.5.2 實(shí)驗(yàn)部分
        2.5.3 小結(jié)
第3章 基于摻雜富勒烯的量子計(jì)算
    3.1 摻雜富勒烯量子計(jì)算研究進(jìn)展
        3.1.1 基本物理單元——qubit
        3.1.2 量子比特的初始化
        3.1.3 馳豫性質(zhì)
        3.1.4 普適量子邏輯門
        3.1.5 單自旋讀出
        3.1.6 可擴(kuò)展性
        3.1.7 小結(jié)
    3.2 普適量子邏輯門方案
        3.2.1 物理系統(tǒng)
        3.2.2 USWAP
SI和USWAP
SS

        3.2.3 兩量子比特邏輯門
        3.2.4 討論
        3.2.5 應(yīng)用:基于摻雜富勒烯的one-way量子計(jì)算
    3.3 以電子自旋為輔助的可擴(kuò)展摻雜富勒烯量子計(jì)算方案
    3.4 摻雜富勒烯系綜的自旋量子態(tài)重構(gòu)技術(shù)
第4章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄A 自旋1/2粒子的動(dòng)力學(xué)演化
    A.1 自旋1/2的角動(dòng)量算符
    A.2 自旋1/2的動(dòng)力學(xué)演化
附錄B 自旋3/2粒子的動(dòng)力學(xué)演化
    B.1 自旋3/2的角動(dòng)量算符
    B.2 自旋3/2的動(dòng)力學(xué)演化
附錄 C¹⁵N/³¹P@C₆₀系綜自旋量子態(tài)重構(gòu)的Mathematica程序
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的研究成果



本文編號(hào)：3765320

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