量子逻辑门

摘要： 高保真度的多离子纠缠和量子逻辑门是离子阱量子计算的基础.在现有的方案中,M?lmer-S?rensen门是比较成熟的实现多离子纠缠和量子逻辑门的实验方案.近年来,还出现了通过设计超快激光脉冲序列,在Lamb-Dicke区域以外实现超快量子纠缠和量子逻辑门的方案.这些方案均借助离子链这一多体量子系统的声子能级来耦合离子之间的自旋状态,并且均通过调制激光脉冲或设计合适的脉冲序列解耦多运动模式,来提高纠缠门的保真度.本文从理论和实验层面分析了这些多体量子纠缠和量子逻辑门操作的关键技术,揭示了离子阱中利用激光场驱动离子链运动态,通过非平衡过程中的非线性相互作用,来实现量子逻辑门的基本物理过程.

摘要： 在量子物理领域的研究中,量子控制是必不可少的.精确高效的量子控制,是利用量子系统进行实验研究的前提,也是量子计算、量子传感等应用的基础.金刚石氮-空位色心作为固态自旋体系在室温下相干时间长,可用光学方法实现初始化和读出,通过微波射频场能实现普适的量子控制,是研究量子物理的优秀实验平台.本文从量子控制出发介绍金刚石氮-空位色心体系在量子物理领域取得的代表性成果,主要讨论了1)金刚石氮-空位色心的物理性质和量子控制原理,2)氮-空位色心的退相干机制,3)单自旋量子控制的相关应用及最近的研究进展.

摘要： 应用于量子位的高保真量子逻辑门,是可编程量子电路的基本构建模块。美国劳伦斯伯克利国家实验室高级量子测试平台(AQT)的研究人员在超导量子信息处理器中,进行了三量子位高保真i Toffoli原生门的首次实验演示。研究成果新近发表在《自然·物理学》上。嘈杂的中等规模量子处理器通常支持一个或两个量子位的原生门,这些门类型可直接由硬件实现。更复杂的门是通过将它们分解为原生门序列来实现。该团队的演示为通用量子计算增加了一种新颖且强大的原生三量子位iToffoli门,该门的保真度非常高,达到98.26%。

摘要： 为了加深对泡利矩阵的理解,通过讨论泡利矩阵的表示形式和几个重要性质,证明泡利矩阵和单位矩阵一起组成的一组完全基可以展开任意厄米矩阵,分析泡利矩阵对于研究粒子自旋问题、建立相对论性狄拉克方程的重要性以及在构造量子逻辑门中的应用,说明泡利矩阵不仅对于量子力学基础理论而且对于量子信息中的量子计算等前沿领域都具有重要意义。

摘要： 来自芬兰阿尔托大学、欧洲量子计算公司IQM和芬兰国家技术研究中心的科学家在最新一期《自然·通讯》杂志上发表论文称,他们研制出了一种新的超导量子比特“独角兽”,旨在提升量子计算的准确性,并以99.9%的置信度利用“独角兽”实现了量子逻辑门,这是构建商用量子计算机的重大里程碑,最新研究有望推动量子计算机的应用。

摘要： 里德伯原子由于具有较长的能级寿命和易于操控的特点已成为卓越的信息载体之一.近年来,关于里德伯原子性质的研究得到逐步的发展和完善,特别是基于里德伯原子间范德瓦耳斯力诱导的单能级里德伯阻塞和反阻塞效应.然而,随着原子间距离的改变,里德伯相互作用将导致更加复杂的动力学行为.本文主要研究在原子间距小于其特征长度的情况下,如何根据构建的里德伯反阻塞及双反阻塞机制一步实现两量子比特控制相位门和交换门,在此范围内的原子间相互作用将涉及多个能级的布居交换.数值模拟表明:里德伯阻塞与双反阻塞机制的解析和数值结果能够达到高度一致,理想情况下控制相位门和交换门的平均保真度分别为99.35％和99.67％,此结果对于抵抗高激发里德伯态的自发辐射具有一定的鲁棒性.希望本文的研究能够为里德伯原子系统中实现大规模容错量子计算提供必要的理论支持与实验依据.

摘要： 据PHYS网2020年5月1日消息,美国陆军研究实验室与麻省理工学院研究人员合作证明了室温下量子计算的可能性。研究人员通过计算机模拟证明,可在非线性光学晶体中制造出空腔并将光子暂时捕获在其内部,以此建立量子位,并用晶体腔是否带有光子表示不同的量子态,进而创建量子逻辑门。这一研究成果表明,结合非线性光学晶体的光子电路目前已成为在室温下使用固态系统进行量子计算的最具可能性的方法。研究人员预计,该技术的成功演示还需要约10年的持续研究。

摘要： 量子比特在同一时刻可处于所有可能状态上的叠加特性使得量子计算机具有天然的并行计算能力,在处理某些特定问题时具有超越经典计算机的明显优势.飞秒激光直写技术因其具有单步骤高效加工真三维光波导回路的能力,在制备通用型集成光量子计算机的基本单元—量子逻辑门中发挥着越来越重要的作用.本文综述了飞秒激光直写由定向耦合器构成的光量子比特逻辑门的进展.主要包括定向耦合器的功能、构成、直写和性能表征,集成波片、哈达玛门和泡利交换门等单量子比特逻辑门、受控非门和受控相位门等两量子比特逻辑门的直写加工,并对飞秒激光加工三量子比特逻辑门进行了展望.

摘要： 经典计算是通过经典逻辑门来实现,而量子计算则是由量子逻辑门来完成其功能.由于经典逻辑门与量子逻辑门遵循完全不同的物理规律,虽然两者有许多相似之处,但又有本质区别.文章介绍经典逻辑门与量子逻辑门的概念,从种类和功能上分析两者的异同.

摘要： 量子电路是实现量子态幺正演化的手段,一位和两位门是构成量子电路的基础.Barenco用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门功能,张登玉在Barenco的工作基础上对用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门功能进行了改进.通过对Barenco方案和张登玉方案的分析和研究,提出了一个用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门功能的新方案,该方案结构更简单,且所用的两位门更易于实现,同时指出和改正了张文的不太准确的结论.

摘要： 本文主要研究网络中任意两个用户间密钥分配的问题。提出一种网络中任意两用户的量子密钥分配协议，并给出了协议实现的量子逻辑门线路图。分别对存在窃听者(Eve)的情况以及CA不可信的情况进行安全性分析，结果表明，协议能够有效抵御攻击。该方案只用到了基本的H门和CNOT门，便于协议的物理系统中实现。

摘要： 量子计算作为量子力学与计算科学结合的产物，在最近的三十年来受到了众多物理学家和计算机科学家的广泛关注，并取得了深入的进展。文章从简单介绍了量子计算的基本过程入手，比较了量子并行计算与经典并行计算的不同，并简略的思考了量子计算并行性所内涵的哲学意义。

摘要： 量子计算作为量子力学与计算科学结合的产物，在最近的三十年来受到了众多物理学家和计算机科学家的广泛关注，并取得了深入的进展。文章从简单介绍了量子计算的基本过程入手，比较了量子并行计算与经典并行计算的不同，并简略的思考了量子计算并行性所内涵的哲学意义。

摘要： 量子计算作为量子力学与计算科学结合的产物，在最近的三十年来受到了众多物理学家和计算机科学家的广泛关注，并取得了深入的进展。文章从简单介绍了量子计算的基本过程入手，比较了量子并行计算与经典并行计算的不同，并简略的思考了量子计算并行性所内涵的哲学意义。

摘要： 量子计算作为量子力学与计算科学结合的产物，在最近的三十年来受到了众多物理学家和计算机科学家的广泛关注，并取得了深入的进展。文章从简单介绍了量子计算的基本过程入手，比较了量子并行计算与经典并行计算的不同，并简略的思考了量子计算并行性所内涵的哲学意义。

摘要： 量子计算作为量子力学与计算科学结合的产物，在最近的三十年来受到了众多物理学家和计算机科学家的广泛关注，并取得了深入的进展。文章从简单介绍了量子计算的基本过程入手，比较了量子并行计算与经典并行计算的不同，并简略的思考了量子计算并行性所内涵的哲学意义。

摘要： 本发明的课题是提供一种可实现从微细化和功耗的观点可达到凌驾于现在的CMOS技术的性能且与使用了现有的时序电路的经典计算机的安装不矛盾的方式的逻辑电路的技术。解决方法是具备：在z方向上封闭了载流子的xy平面中具有二维电子气的第1传导构件(101a、101b)和第2传导构件(102a、102b)；生成给予对第1传导构件(101a、101b)的影响的电场的第3传导构件(103a、103b)；容易流过第1传导构件(101a、101b)与第2传导构件(102a、102b)之间的隧道电流的绝缘构件(104)；以及难以流过第1传导构件(101a、101b)与第3传导构件(103a、103b)之间的隧道电流的绝缘构件(105)，利用由对第3传导构件(103a、103b)给予的电位产生的电场对第1传导构件(101a、101b)的子能带给予影响。

摘要： 本发明公开了一种基于级联GHZ态编码的逻辑量子比特量子门构造方法，包括步骤：将基于级联GHZ态编码的编码逻辑量子比特作为输入，所述每个编码逻辑量子比特是由N个级联GHZ态表示的逻辑量子比特相乘构成，其中所述每个GHZ态表示的逻辑量子比特由m个物理量子比特构成；构建由比特翻转门及相位翻转门、控制非门构成的量子比特门，及分别对输入的编码逻辑量子比特分别进行比特翻转、相位翻转、控制非操作；在输出端得到完成各种操作的编码逻辑量子比特。本发明可以实现级联GHZ态编码的编码逻辑量子比特的相关操作，采用了基本的逻辑门实现，对于某些出错模型本身具有抗干扰能力，可以在一定程度上抵消光子丢失的负面影响。

摘要： 本发明公开了量子与逻辑门、逆量子与逻辑门及逻辑运算线路生成方法，其中，上述量子与逻辑门根据以下步骤进行量子比特的与逻辑运算：获取两个输入量子比特；基于上述输入量子比特，通过预设的量子操作获取第一输出量子比特和第二输出量子比特，其中，上述第二输出量子比特用于保存两个上述输入量子比特的与逻辑运算结果，上述第一输出量子比特用于指示两个上述输入量子比特的量子态。与现有技术相比，本发明方案中提供的量子与逻辑门可以应用到量子计算场景下，实现量子比特的与逻辑运算，且可以实现运算结果可逆。有利于实现对量子比特进行快速简便的与逻辑运算操作，且有利于提升对量子比特进行运算的简便性和量子计算过程的效率。

摘要： 本发明的课题是提供一种可实现从微细化和功耗的观点可达到凌驾于现在的CMOS技术的性能且与使用了现有的时序电路的经典计算机的安装不矛盾的方式的逻辑电路的技术。解决方法是具备：在z方向上封闭了载流子的xy平面中具有二维电子气的第1传导构件(101a、101b)和第2传导构件(102a、102b)；生成给予对第1传导构件(101a、101b)的影响的电场的第3传导构件(103a、103b)；容易流过第1传导构件(101a、101b)与第2传导构件(102a、102b)之间的隧道电流的绝缘构件(104)；以及难以流过第1传导构件(101a、101b)与第3传导构件(103a、103b)之间的隧道电流的绝缘构件(105)，利用由对第3传导构件(103a、103b)给予的电位产生的电场对第1传导构件(101a、101b)的子能带给予影响。

摘要： 本发明公开了一种用于量子态转化的量子逻辑门获取方法及装置，获取若干量子逻辑门，记为第一量子逻辑门集合，其中：所述量子逻辑门的操作位数与所述量子态的位数相同；获取所述第一量子逻辑门集合中每个所述量子逻辑门施加在量子芯片上时各所述量子逻辑门对应的保真度，记为第一保真度集合；根据所述第一保真度集合确定所述目标量子逻辑门，本发明通过以上步骤获得可以用于量子态转化的量子逻辑门，可以针对不同的问题根据需要对量子态进行转化，以简化操作难度。

摘要： 一种量子计算装置(10)及光子量子逻辑门的实现方法，其中方法包括：量子计算装置(10)接收输入的激光以使四能级量子点(12)激励到双激子态(402)；在四能级量子点(12)从双激子态跃迁到单激子态的情况下，量子计算装置(10)依次接收输入的第一单光子脉冲、第二单光子脉冲和第三单光子脉冲(404)；使用激光和单光子脉冲输入该量子计算装置(10)可实现(SWAP)1/2门。

摘要： 本发明实施例提供了一种移相器、量子逻辑门装置、光量子计算装置和移相的方法。该移相器包括光学谐振腔和量子点，光学谐振腔的共振频率为ωc，量子点位于所述光学谐振腔内，量子点的跃迁频率ωx，量子点和光学谐振腔耦合得到耦合系统，耦合系统的跃迁能量差是由ωc、ωx以及量子点和光学谐振腔的耦合强度g决定的，ωx被设置成使得耦合系统的跃迁能量差与耦合系统输入的一个光子或两个光子的能量相同。本发明实施例通过调节量子点的跃迁频率，能够实现量子态的相位反转。

摘要： 用于估计量子逻辑门的保真度的方法、系统和装置。一方面，一种方法包括定义随机量子电路的多个集合；对于随机量子电路的每个集合：为随机量子电路的集合中的每个元素选择观测量，其中，每个所选观测量对应于随机量子电路的集合中的相应元素，并且取决于该每个所选观测量所对应的元素；估计随机量子电路的集合的极化参数的值，包括基于多个期望值来执行最小均方最小化，其中每个期望值包括相应所选观测量相对于与相应所选观测量相对应的随机量子电路的实验实现方式的输出的期望值；以及处理估计的极化参数值来获得对n量子比特量子逻辑门的保真度的估计。

摘要： 本发明公开了一种通用量子电路模型与量子逻辑门组，涉及量子电路技术领域，具体为主盒体和显示组件，所述主盒体的内部安置有电路模型本体，且电路模型本体的两侧均匀分布有插口，所述插口的外侧平行设置有线路插头，所述插口的内部设置有第二感应芯片，所述主盒体的外壁转动连接有盒盖，所述显示组件设置于盒盖的内部，所述显示框的内部设置有乳胶包框，所述显示器的表面边缘处连接有折叠橡胶片。该通用量子电路模型与量子逻辑门组，通过收集实际电路的线路连接方式及对应结果，并将结果制成音频或PPT，并与模型产生联动，即模型模拟实际电路运作即线路连接，并展示对应连接方式的结果，避免初学者因连接错误导致模型受损。

摘要： 一种量子计算装置(10)及光子量子逻辑门的实现方法，其中方法包括：量子计算装置(10)接收输入的激光以使四能级量子点(12)激励到双激子态(402)；在四能级量子点(12)从双激子态跃迁到单激子态的情况下，量子计算装置(10)依次接收输入的第一单光子脉冲、第二单光子脉冲和第三单光子脉冲(404)；使用激光和单光子脉冲输入该量子计算装置(10)可实现(SWAP)1/2门。