隨著半導(dǎo)體集成電路技術(shù)不斷接近摩爾定律極限,量子計算作為一種具有更高運算速度和更低能耗的運算方式,正得到越來越多的關(guān)注,量子計算被認為是在后摩爾時代信息計算和安全領(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隊在量子計算機硬件方面取得重大突破,越來越多的研究機構(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算的實驗平臺與編程框架。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,描述了一個量子算法實現(xiàn)所需要的邏輯架構(gòu)。之后在IBM量子云平臺進行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等計算框架,運用代碼化的量子編程方式來實現(xiàn)上述具體比特的算法,并在實現(xiàn)方法、語言選擇、硬件接口、計算結(jié)果等方面對比不同計算框架之間的差異。代碼形式的量子編程具有更小的計算誤差和更大的靈活性,這是因為圖形化編程不具有測試次數(shù)可調(diào)性和輸出結(jié)果完整性。IBM的計算框架由于加入了噪聲,計算結(jié)果有一定的偏差,而Cirq和Proje... 

【文章來源】：中國電子科技集團公司電子科學(xué)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：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行結(jié)果如圖 3.11 所示：

ng = MainEngine()#創(chuàng)造一個量子模擬器s = eng.allocate_qureg(5)#定義量子比特個數(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.測量輸出：All(Measure) | qsprint("Measured: {00000}",a)print("Measured: {00001}",b)┄┄由圖 3.12 運算結(jié)果可知，得到各個量子態(tài)為等概率的疊加態(tài)。

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：2972713