隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)不斷接近摩爾定律極限,量子計(jì)算作為一種具有更高運(yùn)算速度和更低能耗的運(yùn)算方式,正得到越來(lái)越多的關(guān)注,量子計(jì)算被認(rèn)為是在后摩爾時(shí)代信息計(jì)算和安全領(lǐng)域內(nèi)占據(jù)關(guān)鍵地位的新型戰(zhàn)略性技術(shù)。近些年,IBM、谷歌、蘇黎世聯(lián)邦理工等公司和研究團(tuán)隊(duì)在量子計(jì)算機(jī)硬件方面取得重大突破,越來(lái)越多的研究機(jī)構(gòu)和IT企業(yè)開始將目光放在量子軟件這一領(lǐng)域,并提供了若干量子計(jì)算的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與編程框架。本文首先從量子位和量子邏輯門入手,隨后分析了一些重要的量子算法,層層深入,描述了一個(gè)量子算法實(shí)現(xiàn)所需要的邏輯架構(gòu)。之后在IBM量子云平臺(tái)進(jìn)行3比特Grover搜索算法和5比特量子傅里葉變換算法的圖形化的算法模擬與仿真�；贗BM的QISKit、谷歌的Cirq和蘇黎世聯(lián)邦理工的ProjectQ等計(jì)算框架,運(yùn)用代碼化的量子編程方式來(lái)實(shí)現(xiàn)上述具體比特的算法,并在實(shí)現(xiàn)方法、語(yǔ)言選擇、硬件接口、計(jì)算結(jié)果等方面對(duì)比不同計(jì)算框架之間的差異。代碼形式的量子編程具有更小的計(jì)算誤差和更大的靈活性,這是因?yàn)閳D形化編程不具有測(cè)試次數(shù)可調(diào)性和輸出結(jié)果完整性。IBM的計(jì)算框架由于加入了噪聲,計(jì)算結(jié)果有一定的偏差,而Cirq和Proje... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)電子科技集團(tuán)公司電子科學(xué)研究院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基于ProjectQ的3比特Grover搜索算法結(jié)果輸出

yield cirq.CZ(q0, q1)**rotyield cirq.SWAP(q0,q1)3.定義電路回路（部分）：circuit = cirq.Circuit.from_ops(cirq.H(a),_cz_and_swap(a, b, 0.5),_cz_and_swap(b, c, 0.25),_cz_and_swap(c, d, 0.125),_cz_and_swap(d, e, 0.0625)4.測(cè)量輸出：simulator = cirq.google.XmonSimulator()result = simulator.simulate(qft_circuit)print('5qft FinalState')print(np.around(result.final_state, 4))5 比特的量子傅里葉變換算法運(yùn)行結(jié)果如圖 3.11 所示：

ng = MainEngine()#創(chuàng)造一個(gè)量子模擬器s = eng.allocate_qureg(5)#定義量子比特個(gè)數(shù)為 52.定義電路回路（部分）：H | qs[4]CRz(0.5) | (qs[3],qs[4])CRz(0.25) | (qs[2],qs[4])CRz(0.125) | (qs[1],qs[4])CRz(0.0625) | (qs[0],qs[4])3.測(cè)量輸出：All(Measure) | qsprint("Measured: {00000}",a)print("Measured: {00001}",b)┄┄由圖 3.12 運(yùn)算結(jié)果可知，得到各個(gè)量子態(tài)為等概率的疊加態(tài)。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]絕熱量子計(jì)算理論研究[D]. 段乾恒.國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]可編程量子計(jì)算架構(gòu)研究[D]. 陳佳臨.復(fù)旦大學(xué) 2014
[3]基于測(cè)量的量子計(jì)算[D]. 刁大生.中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008

碩士論文
[1]量子可逆組合邏輯器件的設(shè)計(jì)與研究[D]. 施洋.華東交通大學(xué) 2012
[2]基于量子行走的算法設(shè)計(jì)和研究[D]. 黃壽勝.溫州大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2972713