基于腔QED的超导量子比特的非传统几何相位门
超导量子计算技术的研究和应用
超导量子计算技术的研究和应用量子计算是一种利用量子力学规律进行计算的新型计算方式，具有解决某些经典计算难题的潜力。
而超导量子计算技术是其中的一个有希望实现大规模量子计算的方向。
该技术已经得到广泛关注和研究。
本文将从超导量子计算技术的原理、进展和应用等方面进行介绍。
一、超导量子计算技术的原理超导量子计算的基本单元是量子比特，通常称为qubit。
qubit 与经典计算的基本单元（比特）类似，但是它比比特更复杂，因为它符合量子力学基本规律的物理系统。
qubit可以在0和1之间进行连续变化，表示量子状态的叠加。
如果我们对qubit的状态进行测量，它给出的结果将是0或1，但如果我们不进行测量，qubit 将保持其叠加状态的超级位置。
超导量子计算机的实现方式是利用超导电路中电流的量子振荡特性从而实现qubit。
具体而言，超导材料的电子形成了一种特殊的激发态，称为库仑谷（Cooper pair）。
当Cooper pair通过超导线圈时，它们会在两点之间形成一个超导量子比特，对这个超导量子比特施加微波信号后，它就会发生振荡。
二、超导量子计算技术的进展超导量子计算技术自发现以来就得到了广泛的研究。
目前，国外的IBM和Google等公司投入了巨额资金用于研究和开发量子计算技术。
IBM已经推出了一款基于超导量子计算技术的量子计算机；Google则在2019年提出，他们的量子计算机已经实现了量子优势，能够在几分钟内完成一项耗费传统计算机超过1万年的计算任务。
超导量子计算技术的发展也受到了一些问题的制约。
其中最主要的问题是误差和量子比特之间的相互影响。
基于此，研究人员正在努力解决这个问题。
有关机构和研究团队正在开发和测试各种纠错技术和量子比特的实现方式，以提高量子计算机的准确性。
三、超导量子计算技术的应用超导量子计算技术具有广泛应用前景。
其应用领域涉及物理学、化学、计算机、通信和金融等众多领域。
在物理学和化学领域，超导量子计算可以帮助研究物质的基本粒子行为、分子结构和化学反应。
利用腔QED制备量子纠缠态的开题报告
利用腔QED制备量子纠缠态的开题报告开题报告题目：利用腔QED制备量子纠缠态背景介绍：量子纠缠是量子力学中独特的概念，描述一对或多对量子系统在某些方面彼此紧密地耦合，并且彼此之间的测量结果是高度关联的。
纠缠态已成为量子信息领域中的一个重要资源，可用于实现量子计算，量子通信和量子光谱学等应用。
腔量子电动力学（QED）是量子光学和量子磁学的交叉学科。
它涉及原子在高品质（Q）因子实空腔内的非线性光学响应，这种响应导致原子光学时钟和具有单光子幅度的单光子源。
腔QED可以用于制备和操纵光子和原子之间的量子态，该技术在量子信息和量子计算中具有广泛的应用。
研究目标：该研究将探索使用腔QED制备量子纠缠态的机制。
具体研究目标如下：1. 研究利用腔QED制备简单系统的量子纠缠态的优点和局限性。
2. 开发新的腔QED系统来制备更复杂的量子纠缠态。
3. 实现更高级的量子测量来检测制备的量子纠缠态。
计划方法：为了实现上述研究目标，我们将使用以下方法：1. 搭建内置原子的高Q因子目标腔系统，以制备能被控制的为原子和光子的量子态。
我们将使用量子力学的时间演化来描述该系统，以及计算该系统的哈密顿算符，并使用类似Green函数的方案来计算含有耦合原子和腔的系统的完整时间演化。
2. 制备系统的初态为简单的原子和光子的组合，并通过原子和腔的耦合，演化到量子纠缠态。
我们将使用密度矩阵的形式来表示演化过程，并利用密度矩阵几何来研究纠缠态。
3. 使用高分辨率的光谱测量来检测制备的量子纠缠态。
我们将使用高分辨率的光谱方法（例如拉曼光谱）来测量腔QED系统所产生的光子态和原子态的频率，以确定纠缠度和纠缠的质量。
预期成果和意义：通过通过腔QED制备量子纠缠态，我们将实现以下成果：1. 可以制备具有高纠缠度的量子纠缠态，这些纠缠态可用于量子计算，量子通信和量子测量等应用。
2. 这项研究将有助于加深我们对腔量子电动力学，量子光谱学和量子信息的理解，为相关领域的研究提供新的元素。
量子相位门的腔QED方案实现研究的开题报告
量子相位门的腔QED方案实现研究的开题报告题目：量子相位门的腔QED方案实现研究一、研究背景和意义随着量子计算技术的不断发展，量子相位门作为量子计算中的关键操作之一，越来越受到研究者的关注。
相比于量子比特的操作，量子相位门的实现对硬件基础要求更高，因此，研究量子相位门的实现方法并且选择最适合的实验方案，对于促进量子计算技术的发展具有重要的意义。
同时，腔QED（Cavity Quantum Electrodynamics）作为实现量子计算的一种有效手段，其利用了微观量子力学中微观粒子与电磁场相互作用的特性，通过精密操控和探测几个原子和一个微波腔之间的相互作用实现了高保真的量子控制和读取，成为实现量子计算的有力工具。
因此，将腔QED与量子相位门的实现结合起来，具有深远的研究价值和高应用潜力。
二、研究内容和方法本研究将探究基于腔QED的量子相位门实现方案，具体内容包括：1. 探究腔QED系统的基本原理和基础概念，理解腔QED系统中微观粒子与微波腔中的光场之间的相互作用。
2. 研究量子相位门的实现原理，探究基于微波的量子相位门的实现方法。
3. 结合量子相位门的实现原理和腔QED系统的特点，提出结合两者的实现方案并进行系统设计和分析。
4. 开展实验，通过改进实验方案和技术手段，实现腔QED系统中基于微波的量子相位门。
三、预期成果1. 具备腔QED系统和量子相位门实现的理论基础，深入理解微观粒子与光场之间的相互作用。
2. 探究基于腔QED系统的量子相位门实现方案，设计出结合两者的实现方案并进行系统分析。
3. 成功实现基于微波的量子相位门，并改进了实验方案和技术手段，提高了实现效果。
4. 探究结合腔QED系统和量子相位门实现的新型量子计算技术和相关应用领域。
四、研究难点和创新点1. 腔QED系统中微观粒子和光场间的耦合强度较小，因此需要改进实验方案和技术手段，提高相互作用的强度和精度。
2. 需要对量子相位门的实现原理进行深入研究，结合腔QED系统的特点，开发适合的实现方案。
qed费曼规则-概述说明以及解释
qed费曼规则-概述说明以及解释1.引言1.1 概述:量子电动力学（Quantum Electrodynamics，简称QED）是一种描述电磁相互作用的量子场论，被认为是理论物理中最成功的理论之一。
QED由理查德·费曼、朱利安·施温格和汉斯·贝特创立，它成功地将经典电磁理论与量子力学相结合，提供了对电子、光子等基本粒子相互作用的极其准确的描述。
费曼规则（Feynman Rules）是QED中的一组重要工具，它是通过费曼图（Feynman diagrams）来描述基本粒子相互作用的规则。
费曼规则为我们提供了一种直观的方式来理解和计算基本粒子之间的相互作用过程，从而帮助我们更深入地理解自然界的奥秘。
在QED中，费曼规则的运用为我们提供了解决复杂的量子电动力学问题的有效途径。
本文将介绍QED的基本概念和费曼规则的重要性，探讨费曼规则在物理学研究中的应用，以及展望费曼规则在未来的发展方向。
通过本文的阐述，读者将能够更好地了解QED费曼规则在理论物理领域中的重要作用和意义。
1.2 文章结构文章结构部分介绍了本文的框架和组织方式。
本文共分为引言、正文和结论三个部分。
在引言部分，我们将会对QED费曼规则进行概述，并介绍文章结构和目的。
在正文部分，我们将详细介绍QED的简介，费曼规则的概述以及费曼规则的应用。
最后，在结论部分，我们将对整篇文章进行总结，强调费曼规则的重要性，并展望未来可能的研究方向。
通过以上结构的设计，读者可以清晰地了解本文的内容安排，从而更好地理解QED费曼规则及其应用。
1.3 目的：本文的目的是介绍和探讨量子电动力学（QED）中的费曼规则。
通过对费曼规则的概述和应用进行深入剖析，旨在帮助读者更好地理解和运用这一重要的理论工具。
费曼规则在量子场论中扮演着至关重要的角色，通过学习和应用费曼规则，我们可以更深入地理解粒子之间的相互作用和物理过程，为解决物理学中的一系列难题提供了有力的工具和方法。
利用腔QED中的超导量子干涉仪实现量子态的远程制备
１ Ｓ Ｉ 模 型 及 相 关 操 作 ＱＵ Ｄ
首先考虑一个 Ａ型ｊ能级（ ） 图１ 超导量子干涉仪Ｓ Ｕ Ｄ Ｑ Ｉ 与一个单模腔场耦合． Ｑ Ｉ 的三个能级分别 ｓ ｕＤ
用 ０、１ ｌ 表 ． 以 出 个 合 统 哈 顿 ｌ ｌ和２ 示 可 写 这 耦 系 的 密 量 ： ） ） ）
￣Ｂ ｂ ， ｏ拥有的粒子２ ｌ Ｊ 所处 的是待传 态的正交互补态． 和量子隐形传态［ ２ １ 相比，远程态制备所需要 的资源少一 些， 并且实现量子态的制备只需要～ 比特 的经典通信 ； 而两者的共 同点是都需要量子纠缠对做量子通道． 量 子纠缠是量子力学的一个重要特征 ， 量子纠缠对作为量子信息领域的重要资源 ，在许多量子信息 的处理 中 起着 重要 作 用 ， 比如 ，量 子 密码 术 【、量 子 隐形传 态 【、量 子稠 密 编码 【等 ．在过 去 的二 十 多年 ，各 种产 生 ３ 】 ２ 】 ４ 】 纠缠态的方法和实验不断被报道 】 利用原子束 、 ， 离子和光子来实现纠缠态的各种方案 已被提 出， 而在微 腔 中， 两原子 、 三光子和四离子的纠缠态也在实验 中被实现． 比于这些系统 ， 相 超导量子干涉仪Ｎ Ｓ Ｕ Ｄ （Ｑ Ｉ ）
一
、 ，
ｌ 。１ Ａｉ需要通过经典信道把其测量结果告诉Ｂ ｂ 根据Ａｉ ｆ ］ ， ｌｅ ｃ ｏ， ｌｅ￣ 量结果， ｏ不需要对粒子２ ｃｌ Ｂｂ 做任何 操作， 就知道粒子２ 经处在待传量子态｝ ） 这个过程被称为远程态制备． 已 ， 如果Ａｉ 的测量结果为ｌ ）， ｌｅ ｃ ，
维普资讯
２０ ０ ８年 ５月
襄樊 学 院学 报
Ｍａ ２ ０ ｙ ０８
．，
第２ ９卷第 ５ 期
Ｖ ｌ ９Ｎｏ ｏ ２ ５
腔QED和电路QED中的纠缠态和量子逻辑门
腔QED和电路QED中的纠缠态和量子逻辑门作为物理学近三十年最为激动人心的学科之一,量子信息处理取得了令人惊讶的成绩。
对单个原子、光子、电子的独立操作日趋成熟,对量子信息处理基本原理的验证性操作也已得到实现。
量子信息处理极大的改变了信息处理的概念,给人们展现了一种将深刻改变生产和生活的技术前景,正在吸引着众多研究人员的热情。
量子信息处理重要的两个基本元素是纠缠态和量子逻辑门,本论文主要研究了这两种基本元素在腔QED和电路QED系统中的物理实现,希望为这方面的研究提供理论上的支持。
在超导比特与微波腔共振耦合的系统中,我们提出了一种实现超导比特三比特GHZ态和两比特相位门的方案。
由于基于共振相互作用,方案所需时间较短。
方案基于一种一个光子同时翻转两个比特的哈密顿,没有涉及任何的辅助粒子或辅助能级。
并且在幺正演化下,方案可以1的保真度决定性的实现。
这些研究为在微波腔中操纵超导比特实现纠缠态和逻辑门提供了一种新的方式。
考虑腔模的泄露时,我们给出了方案成功概率和保真度的解析表达式,计算表明方案能以较高的成功概率和保真度实现。
在超导比特与超导传输线耦合形成的电路QED系统中,我们提出了实现多比特GHZ态和W类态的方案。
在干涉计型磁通比特与传输线大失谐的相互作用下,我们可以得到一种只有原子自由度的有效哈密顿。
这个哈密顿不改变系统比特的激发数,我们通过在不同激发数态矢间引入不同的相移可以实现GHZ态的构造。
而通过改变同一激发数空间不同态矢之间的布居数可以实现W类态的构造。
选择不同的演化时间,可以得到不同参数的W类态。
我们分析了大失谐近似、退相干因素对方案保真度的影响,数值结果显示在现有的实验参数下,方案具有较高的保真度。
并且这种方案的操作时间不随比特数增加而增长,结合电路QED的成熟集成电路工艺,可以实现良好的扩展性。
在一种新型的非旋转波近似的电路QED系统中,我们提出了一种实现单比特控制多比特的多比特相位门的方案。
腔QED中四能级系统的非传统几何量子位相门
了 中实现 非传统几何 门。在我们的方案中 ， 腔模置于依赖原
予态 的闭合路径 当中，因而需要相位 ，产 生相位 门。由于逻 辑门 的操作仅仅涉及到原子 的亚稳态 ， 因此原 子的 自发辐射 受到抑制 。 在某些特定 的情 况下 ， 位移轨道是一个很小的圆 ， 腔模在门操作过程中与原子系统退纠缠 ， 进而 导致对腔模衰
维普资讯
第 ２ 卷 第 １ 期 ８ ２
２０ 年 １ 月 ０７ ２
涮 尚 科 技 学 院 学 报
Ｊ ｒ ｌｏｆＨ ｕ ｎＵ ｎｉｅ ｓｔ ｃ ｅ ｃ ｎ ｇｉｅ ｒｎ ｏｕ ｎａ ｎａ ｖ ｒ ｉｙ ｏｆＳ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｅｎ ｎ ｅ ｉｇ
文献 标 识 码 ：Ａ
文 章编 号 ： １７ — ２ ９ （０ ７ ２０ ２— ３ ６ ３２ １ ２ ０ ）１－ ０ ５ ０
１ 简 介
物理学中 ， 量子计算机 已经是一个很有必趣 的话题 ，ｌ 大 】 为它解决问题 的速 度比传统 的计 算机速 度快 很多。 量子 ｝算 卜
机 是 以叠 加和 纠 缠为 基 础…，这 恰 恰 是 量 子 世界 区别 于 经 典
子 空 间 。、 动态 退 耦 合 和 村千 平衡 等 等 。 。 Ｊ
２ 位相 空 间 中的非 传统 几何 位相
我们首 先回顾一下 沿任 意路径 的几何相移’ ，位 移算
符 是
除了以上的方案之外 ， 一种 很有前景 的实现 子门的方 法 是基于几何相移 的方案 。 当比特 系统的哈密顿量 沿着 Ⅵ控 制空问的环变化 的时候 ， 以通过几 何相移来 实现 一组 子 可 门Ｉ－１ ２ ｏ有两种 方法来 实现几何操 作 ：（ ）驱动 比特实现绝 １０ ４ １ 热循环演化 ；（ ）把谐振子置于 比特态 的闭合路径 。前者 ２ 成为传统几何门 ， 后者相反称为 非传统几何门。在不同 的系
【国家自然科学基金】_大失谐_基金支持热词逐年推荐_【万方软件创新助手】_20140731
2009年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
科研热词 量子光学 量子态保真度 远程态制备 贝尔基 腔量子电动力学 耗散常数 大失谐作用 大失谐 四体真正纠缠态 反聚束效应 反jaynes-cummings模型 压缩效应 任意相干叠加态 j-c模型 ising模型 cluster态
2014年 科研热词 量子数据总线 超导量子干涉仪 电路量子电动力学 大失谐相互作用 共振相互作用 deutsch算法 cluster态 推荐指数 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
2010年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
科研热词 推荐指数 量子光学 1 超导量子干涉仪 1 超导传输线 1 绝热消除 1 纠缠浓缩 1 纠缠原子布居 1 相位协变量子克隆 1 有效哈密顿量 1 拉曼转换 1 大失谐相互作用 1 反tavis-cummings模型 1 双量子点分子 1 二项式光场 1 heisenberg-langevin方程 1
2008年 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29
科研热词 推荐指数 腔qed 3 bell态 2 非传统几何相位门 1 隐形传态 1 量子隐形传输 1 量子通讯 1 量子纠缠 1 量子比特 1 部分转置矩阵负本征值 1 连续输运激光 1 超导量子干涉仪 1 自发辐射 1 耗散腔场 1 纠缠度 1 磁光阱 1 幺正变换 1 大失谐 1 多原子类猫态 1 受激辐射 1 双磁光阱 1 几率量子离物传态 1 冷原子 1 二能级原子 1 两原子 1 greenberger-horne-zeilinger 1 deutsch-jozsa算法 1 cont门 1 cluster态 1 (ghz)基测量 1
微波驱动超导量子比特产生Greenberger-Horne-Zeilenger态
Ｏ 引 言
量子信 息技术 已成 为世界各 国战略竞争的焦点之一 。 它 将提供 后摩 尔时代 的技 术 ，为 ２ １ 世纪信息科学 的发展提供 新 的原理 和方法。 超导量子 比特系统是实现量子计算机 的载 体之一 ，具有很好的发展前景。在实验方面 已经取得 了一 系
而影响末态的保真度。这种 现象称为频谱拥挤 （ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｌ
比特之间产生纠缠 ，形成一个局域等价的控制ｔ ￣ ｔ ］ （ Ｃ ＮＯ Ｔ
免地 与这些非 目标光谱线形成短时 间的共振（ 避免交叉） ，因
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ 一Ｏ ４ —０ ３ 基金项 目：国家 自然基 金（ Ｎｏ ． １ １ ２ ０ ４ ０ ６ ６ ） ， 湖南省 自然基
—
耦 合 的量子 比特 ，同时受到各 自微波驱动 的照射 ， 在缀饰
跃迁和微波驱动产 生纠缠【 ｌ 来实现 的。第一类 方案产生纠 缠的速率普遍要 比第二类方案产 生纠缠 的速率快 ， 但 是随着
腔内量子 比特数 目的增多 ， 频谱 图变得复杂 ， 频谱线 之间的
态（ ｄ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｓ ｍｍ） 的能级图中 ，当一个量子比特的上边 带（ ｕ ｐ ｓ ｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ） 与另一个量子比特的下边带（ １ ｏ ｗ ｓ ｉ ｄ ｅ ｂ ａ ｎ ｄ ） 重合 时， 产生这两个量子比特的纠缠 。 ２ ０ １ ０年 ， Ｃ． Ｒ ｉ ｇ ｅ ｔ ｔ ｉ 和 Ｍ． Ｄ ｅ ｖ ｏ ｒ ｅ ｔ 提 出只需要一个微波驱 动就能让 两个量子 比特之间产生纠缠的方案 ， 这就是交叉共 振（ Ｃ ｒ ｏ ｓ ｓ ． Ｒ ｅ ｓ ｏ ｎ ａ ｎ ｔ ） 】 。该方案较之 ２ ０ ０ ５年 的方案更为简单
Ａｕ ｇ． ２ ０１ ３
利用腔QED实现CNOT门的隐形传输
利用腔QED实现CNOT门的隐形传输
陈志华;林秀敏;程宝华;杜茜华;李兴华
【期刊名称】《福建师范大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2008()1
【摘要】提出了利用腔QED来实现CNOT门隐形传输的方案.该方案中,腔场频率与原子跃迁频率大失谐,腔场只是虚拟激发,腔场与原子之间没有能量交换,从而大大降低了对腔品质的要求.
【总页数】4页(P41-44)
【关键词】CONT门;量子隐形传输;腔QED
【作者】陈志华;林秀敏;程宝华;杜茜华;李兴华
【作者单位】福建师范大学物理与光电信息科技学院
【正文语种】中文
【中图分类】O431
【相关文献】
1.利用腔QED实现三粒子GHZ态的隐形传态 [J], 洪海莲;邱怡申;陈曦曜
2.在QED腔中实现一个未知的三粒子W态的隐形传输方案 [J], 陈刚;郭建友
3.利用腔QED技术实现特殊三粒子W态的隐形传送 [J], 计新
4.腔QED中利用超导量子干涉仪实现Toffoli门 [J], 彭俊;邬云文;李小娟
5.利用腔QED实现无Bell基测量的经济相位传输克隆 [J], 杨榕灿;李洪才;谢鸿;林剑锋;梅金锋;郑碧泌
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
通过腔QED实现高效的两原子的受控位相门
通过腔QED实现高效的两原子的受控位相门
苏晓琴
【期刊名称】《量子电子学报》
【年(卷),期】2006(23)5
【摘要】量子计算是近年来新出现的计算技术,具有非常好的发展前景。
任何量子计算都能够被简化到一个门序列,而量子计算要利用某种物理体系来实现。
介绍了一种通过腔QED实现高效的两原子的受控位相门的方案。
此方案中,原子跃迁与腔模处于大失谐,因此原子自发辐射的影响得到了极大的抑制,从而提高了成功几率。
而保真度取决于α、β、γ、δ几个常数的取值,数值计算结果表明我们的方案具有比较高的保真度,其保真度的平均值F=0．982318。
该方案有一定的实验可行性,有望得到实验上的验证。
【总页数】7页(P621-627)
【关键词】量子光学;量子信息;量子计算;腔QED;量子相位门;CPF门
【作者】苏晓琴
【作者单位】运城学院物理与电子工程系
【正文语种】中文
【中图分类】O431.2
【相关文献】
1.四能级原子与双模腔QED作用实现Fredkin门功能 [J], 张登玉;唐世清;谢利军;詹孝贵;陈银花;高峰
2.基于两原子同时和腔场共振作用制备两原子纠缠态的腔QED方案 [J], 朱辉;吴韬;倪致祥
3.在双模腔QED系统中用原子-腔共振相互作用实现三量子比特Toffoli门(英文) [J], 唐世清;张登玉;高峰;谢利军;詹孝贵
4.利用单原子囚禁的开放腔QED系统实现可控相位门 [J], 陈翔;赖文喜;孙世辉;李洪才
5.基于腔QED实现确定的多方受控的隐形传送任意两原子态方案 [J], 林秀;周淑颖;冯梅;林算治
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
空腔qed中的超辐射与量子相变
空腔qed中的超辐射与量子相变
空腔量子电动力学（cavity quantum electrodynamics，cavity QED）是研究光与物质相互作用的重要领域之一。
在空腔QED中，一个微小的空腔中存在一个原子或分子，通过与光场的相互作用，可以实现量子态的操控和传输。
超辐射是空腔QED中的一个重要现象，指的是光场中存在大量光子的过程。
当原子或分子与光场相互作用时，会发生能级的跃迁，这会导致光场中的能量发生变化。
在某些情况下，原子或分子从高能级跃迁到低能级时，会释放出额外的能量，形成超辐射。
这些额外的能量以光子的形式传播出来，导致光场中的光子数目增多。
量子相变是指物质在低温下由于量子力学效应而出现的相变现象。
在空腔QED中，当原子或分子与光场相互作用时，它们之间的能级结构会发生变化。
当体系满足一定条件时，比如温度很低或光场很强，原子或分子的能级结构可能会出现变化，从而导致量子相变的发生。
超辐射与量子相变在空腔QED中密切相关。
超辐射现象的出现往往会影响原子或分子的能级结构，从而可能导致量子相变的发生。
相反，量子相变的发生也可能会影响到超辐射现象的产生。
因此，研究超辐射与量子相变的相互关系对于理解空腔QED中的光与物质相互作用过程具有重要意义。
超导计算体系结构
超导计算性能评估与对比
▪ 超导计算性能评估结果分析
1.结果总览：根据实验数据，对超导计算的性能进行评估，并 与传统计算技术进行对比，总结其优势与不足。 2.结果细节：详细分析各项性能指标的数据，找出影响超导计 算性能的关键因素，为优化提供依据。 3.结果应用：将性能评估结果应用于实际研究中，为超导计算 技术的发展和改进提供指导。
超导计算性能评估与对比
▪ 超导计算性能评估与对比概述
1.超导计算性能评估的重要性：随着超导计算技术的不断发展，对其性能进行评估和对比变得 尤为重要，这不仅有助于衡量技术的进步，还能为未来的研究提供方向。 2.性能评估的主要指标：超导计算性能评估的主要指标包括计算速度、能耗、稳定性和可扩展 性等，这些指标对于评估超导计算系统的优劣具有重要意义。 3.与传统计算的对比：超导计算技术在计算速度和能耗方面具有明显优势，但与传统计算技术 相比，其在稳定性和可扩展性方面仍有待提高。
超导计算体系结构
目录页
Contents Page
1. 超导计算原理简介 2. 超导计算体系结构概述 3. 超导硬件设计与优化 4. 超导量子比特与操作 5. 超导计算软件栈介绍 6. 超导计算应用场景分析 7. 超导计算性能评估与对比 8. 超导计算未来展望与挑战
超导计算体系结构
超导计算原理简介
超导硬件的应用场景
1.超导硬件可以应用于高性能计算、量子计算、大数据分析等 领域。 2.在能源、医疗、交通等领域，超导硬件也有着广泛的应用前 景。 3.随着技术的不断发展，超导硬件的应用场景将会不断扩大。
超导硬件设计与优化
▪ 超导硬件的发展趋势
1.随着超导材料的不断进步，超导硬件的性能将会进一步提高 。 2.未来超导硬件将会向着更高速度、更低功耗、更高密度的方 向发展。 3.超导硬件的应用将会越来越广泛，成为未来计算体系的重要 组成部分。
基于光量子计算的量子逻辑门设计与制备研究
基于光量子计算的量子逻辑门设计与制备研究随着科技的发展，量子计算已经成为当前科学领域的热点之一。
其中，基于光量子的计算方式被认为拥有巨大的潜力。
光量子计算中的一项重要任务就是设计和制备量子逻辑门，它们是量子计算中进行信息处理和运算的基本单元。
本文将围绕光量子计算的基本原理和相关技术展开讨论，重点研究基于光量子的量子逻辑门设计与制备。
光量子计算的基本原理可简要概括为：利用光子作为量子信息的载体，通过将量子比特（qubit）编码成光子的不同量子态，实现信息的存储和传输。
其中，量子逻辑门是实现不同量子比特之间相互作用和运算的关键。
量子逻辑门的设计要求能够在保持量子信息的相干性的同时，实现高精度的控制和操作。
光量子计算中最常用的量子逻辑门包括单量子比特门、CNOT门和TOFFOLI门等。
量子逻辑门的制备是实现光量子计算的基础工作。
目前，研究人员主要采用两种方法来制备光量子逻辑门：非线性光学效应和线性光学效应。
非线性光学效应是通过材料的非线性光学特性来实现量子逻辑门的，其中最常用的材料包括锥形量子点、铌酸锂和铝石榴石等。
例如，利用锥形量子点的量子纠缠特性，可以实现高效的量子比特门操作。
线性光学效应则是通过光学元件的干涉和干扰效应来实现量子逻辑门的。
例如，通过调制相位的方法，可以实现量子比特的相干性控制，从而实现量子逻辑门操作。
在量子逻辑门的设计中，还需要考虑到与光子之间的耦合效应。
光子在不同材料中的传播特性不同，因此在设计量子逻辑门时要考虑其与不同材料之间的耦合系数。
此外，还需要考虑到光子之间的干涉和耦合效应，以确保量子逻辑门的操作精度和稳定性。
针对这一问题，研究人员提出了一系列优化方案，包括设计更复杂的光学网络结构、优化光子的波导传输以及制备更高质量的光学元件等。
除了设计和制备量子逻辑门，光量子计算中还存在其他一些关键问题，如量子纠缠与量子比特的控制、量子纠错编码等。
这些问题的解决将进一步推动光量子计算技术的发展与应用。
超导量子比特纠缠态的制备
哈尔滨工业大学理学硕士学位论文目录摘要 (I)A bstract (II)第1章绪论 (1)1.1 量子信息物理的兴起 (1)1.2 基于超导比特的量子信息过程 (2)1.3 本文的主要研究内容 (5)第2章 超导比特GHZ态和量子相位门的制备 (7)2.1 超导电荷比特 (7)2.2 GHZ态和量子相位门的制备 (11)2.3 本章小结 (14)第3章 基于电路耦合的超导电荷比特与磁通比特 (15)3.1 超导持续电流比特 (15)3.2 Bell态的制备 (23)3.3 本章小结 (29)第4章 超导比特与线谐振腔的耦合及纠缠态的制备 (30)4.1 超导比特与超导传输线的耦合模型 (30)4.2 GHZ态和W态的制备 (32)4.3 团簇态的制备 (35)4.4 本章小结 (36)结论 (37)参考文献 (38)哈尔滨工业大学学位论文原创性声明及使用授权说明 (42)致谢 (43)哈尔滨工业大学理学硕士学位论文第1章绪论1.1 量子信息物理的兴起在过去的一个世纪里，量子力学经历了从发现、建立到完善的过程，现已成为一门成熟的学科。
量子力学以其迥然不同于经典物理的理论给出了许多与人们日常生活经验不同的结论。
量子力学不但搞清楚了导体、半导体和绝缘体的区别等基本问题，而且引发出了固体物理、粒子物理、量子化学等学科，并在半导体等重大产业中起了基础性作用，对20世纪的物质文明起了不可估量的作用。
但对量子力学应用的研究并未终止于此，量子力学揭示了物质许多独特的性质，我们能否通过对量子态的存储、操纵、传输等来实现某些有价值的功能？量子信息物理由此产生。
量子信息物理是量子力学与信息科学形成的交叉学科，它以物质体系的量子态来存储信息，通过对量子态的存储、操纵、传输来完成信息的处理，包括量子计算、量子隐形传态、量子密集编码等内容。
量子计算以其高度的并行性在解决某些特定的问题上具有与经典计算不同的强大计算能力。
最早激发起人们对量子计算研究兴趣的问题是Shor大因数分解算法[1]，它能在经典计算机无法完成的短时间内分解一个大因数，对于密码学具有重要的意义。
基于腔QED中实现多种量子克隆
基于腔QED中实现多种量子克隆薛丽;任一鸣;姜年权【摘要】Based on cavity QED,we first propose the unified scheme to implement the 1→2 optimal universal quantum cloning machine for arbitrary input state,the asymmetric 1→2 phase-covariant cloning and the 1→3 optimal asymmetric economical phase-covariant quantum cloning machine for the equatorial input state.During the cloning process,due to the interaction of atoms with a highly detuned cavity mode,the scheme is insensitive to the cavity decay and thermal field.%在腔QED中,基于原子与腔场的相互作用,提出了一个通过控制原子与场相互作用的时间实现多种量子克隆的方案.例如,对于任意的输入量子态,可以实现普适的最优量子克隆;对于赤道输入量子态,通过参数调控,可以实现非对称性的1→2相位协变克隆和最优的非对称性的经济型的1→3相位协变克隆.在整个克隆过程中,由于原子与大失谐模式的腔场相互作用,所以该方案不受腔损和热场的影响.【期刊名称】《四川大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(054)001【总页数】4页(P115-118)【关键词】量子信息;普适量子克隆;相位量子克隆;腔QED【作者】薛丽;任一鸣;姜年权【作者单位】湖北科技学院电子与信息工程学院,咸宁437100;湖北科技学院电子与信息工程学院,咸宁437100;温州大学物理与电子信息工程学院,温州325035【正文语种】中文【中图分类】O4311982年, Wootters和Zurek证明了量子不可克隆性, 即要对任意一个未知的量子态进行精确的克隆[1]是不可能实现的. 量子不可克隆性使得量子密码具有比经典密码更安全的保密性[2]. 由此, 量子克隆激发了众多科学家们的研究兴趣. 由于精确克隆不可能实现, 人们就关注于非完全的量子克隆. 1996年, Buzek和Hillery提出了近似克隆机[3]; 1998年, 段路明和郭光灿这两位中国科技大学的教授提出了概率克隆方案[4]. 随着对量子克隆的深入研究, 关于量子克隆实现的具体方案已经在腔QED和量子光学中被提出来[5,6], 而且在量子光学和核磁共振两个体系中, 实验上也已经得到了实现.为描述二维空间中的一个未知的纯态, 通常可以由振幅α,β(α,β∈R并且满足α2+β2=1)和相位φ(φ∈[0,2π))来描述. 若该量子态作为输入态, 根据其所携带的量子态信息, 一般可以将近似克隆机分为三大类: 一类是输入的量子态的信息完全未知的, 即振幅α,β和相位φ完全未知的量子克隆称为普适量子克隆(UQCM)[7]; 第二类是已知振幅α,β,相位φ未知的量子克隆称为相位克隆(PCC)[8]; 第三类是已知相位φ, 振幅α,β未知的量子克隆称为实量子态克隆[9]. 若根据克隆后每个克隆态的保真度是否相等, 又可以分为: 对称性克隆和非对称性克隆.本文主要研究如下所示的一个幺正变换:,,其中,a,b,c是任意的复数, 三者满足归一化条件2=1, 等式左边的第一个比特表示待克隆态的基矢, 其它两个是初态为的空白态.假设待克隆的量子态为) (φ∈[0,2π)),很明显上式描写的就是最优的非对称性的经济型的1→3相位协变克隆(AEPC)[10-12]. 三份克隆态的最大保真度为c.若, 非对称性的经济型的1→3相位协变克隆将会变为对称性的克隆, 且每份克隆态的保真度为.若等式(1)将变成.即可以实现任意单比特量子态的最优的1→2普适克隆(UQCM).若,b=p,c=q(p,q≥0,p2+q2=1)，即可以实现非对称性的1→2相位协变克隆.如果, 最优的非对称性的1→2相位协变克隆将会变成对称性的克隆.基于以上分析可以看出, 等式(1)所示的是一个神奇的、特殊的、有用的幺正变换, 接下来将探讨如何在腔QED系统中具体地实现该幺正变换.考虑三能级原子系统, 将原子的基态记为, 两激发态分别记作和, 其中能级和与腔场之间可以发生相互作用, 而能级和之间的跃迁频率远失谐于腔场的频率, 所以当原子和腔场相互作用时, 能级的量子态将不会发生变化. 除此之外, 能级和与经典场1之间可以发生相互作用, 能级和与经典场2之间可以发生共振相互作用. 在相互作用的绘景中, 若腔场与原子间没有能量交换, 系统的哈密顿量为[12],其中,,g表示腔场和原子间的耦合强度,δ是原子两能级间的跃迁频率与单模腔场的频率之差;a和a+是腔场的消灭和产生算符;分别是原子的下降和上升算符. 若腔场为真空态, 则有效哈密顿量为,(i≠j),若一个原子被一经典场1驱动, 在能级和间共振跃迁, 那么系统的哈密顿量为[13] ,这里,Ω01是能级和之间的拉比震荡频率. 能级和在该哈密顿作用下, 将发生如下演化,其中θ=Ω01t. 同理, 如果经典场2让能级和发生共振跃迁, 此时系统的哈密顿量可以改成,Ω12是能级和之间的拉比震荡频率.为了实现等式(1)中的幺正变换, 本方案中认为能级和用来储存量子信息, 能级是一个辅助能级. 现假设原子1携带输入信息, 其初态为1,其中α,β是振幅参数(α,β∈R 并且α2+β2=1), φ是相位因子(φ∈[0,2π)). 另外两个原子初态为3. 因此, 整个原子系统的初态可以写为3.等式(1)中的幺正变换的实现方案如图1所示. 图中C1, C2, C3和C4是四个真空腔, F1和F2表示两个经典场. 经典场F1可以让原子可以演化成. 而经典场F2能实现能级和之间的共振跃迁,. 算子表示的是对j原子沿z轴旋转θj角.方案具体实现步骤如下:第一步: 让原子2依次穿过两个经典场F1和F2. 通过选择合适的振幅和频率, 经典场F1可以让原子2可以演化成2. 接着让原子2和原子1同时进入真空腔C1. 此时, 原子与真空腔场相互作用的哈密度量如等式(5)所示, 量子态的演化规律如下: .当相互作用的时间为, 量子态2和2没有发生改变, 但是量子态2演化后多了一个相位因子e-iπ. 原子与腔场相互作用后, 让原子2依次通过经典场F2和F1. 这时系统的量子态变为.第二步: 让原子1和经典场相互作用. 系统的量子态将演变成.第三步: 让原子3经历类似于第一步中原子1经历的过程. 作用后, 三个原子的量子态为:,第四步: 让原子1和经典场作用后, 量子态将发生如下转变:. 此时, 系统量子态为: ,需要说明的是这里忽略了一个整体相位因子.第五步: 原子1和2同时进入腔C3. 经过时间t2相互作用后, 系统的量子态为,比较等式(14)和等式(1)发现, 两者的量子态形式相同, 除了相位因子稍有不同. 于是对原子1, 2和3沿z轴进行旋转操作, 它们的旋转角度分别为θ1,θ2和θ3. 对应的旋转算符可表示为].比较等式(14)和等式(1)发现, 为了消除相位因子的差异, θ1,θ2和θ3需要满足以下条件θ1+θ2-θ3=-λt2-θ1+θ2+θ3,θ1+θ2-θ3=-2λt2-π-θ1-θ2+θ3,θ1+θ2-θ3=-λt2-π+θ1-θ2-θ3,.基于矩阵理论分析发现方程组(16)无解. 因此, 需要做进一步处理.第6步: 让经典场F2作用在原子3上. 接着让原子1和3同时进入真空腔C4. 原子和腔场相互作用后, 继而让经典场F2再次作用在原子3上. 最后我们得到整个原子系统的量子态为,计算发现, 若取系统的整体相位因子为θ1+θ2-θ3, 若将其忽略, 原子系统量子态将变为,令a=cosθ,b=sinθsinλt2,c=sinθcosλt2, 等式(18)将改写成.至此, 已经实现了等式(1)所示的幺正变换. 这也就意味着通过控制原子与腔场相互作用的时间, 它可以实现任意的输入量子态的普适的最优量子克隆, 赤道输入量子态的非对称性的1→2相位协变克隆和最优的非对称性的经济型的1→3相位协变克隆.在整个过程中, 它忽略了原子的自发辐射的影响. 基于目前的腔QED技术, 对于主量子数为49, 50, 51的里德伯原子, 它们的辐射时间大约是Tr=3×10-2s. 假设每个里德伯原子与腔场的耦合强度都为g0=2π×24kHz[14], 那么克隆所需要的时间大约是+t2.可以通过对参数δ和时间t2的合适的选择, 让总时间t远远小于原子的辐射时间Tr=30ms[15].最重要的是, 这个克隆过程是在大失谐相互作用的模型进行的, 所以腔损和热场对方案是没有影响的, 进一步保证了实验的可行性.在腔QED中, 让原子依次与腔场和经典场的相互作用, 通过控制原子与腔场的作用时间, 实现了等式(1)所示的通用的幺正变换. 这意味着一个多用途的量子克隆机的实现. 也就是说它分别实现任意的输入量子态的普适的最优量子克隆, 赤道输入量子态的非对称性的1→2相位协变克隆和最优的非对称性的经济型的1→3相位协变克隆. 由于克隆所需要的时间远小于原子辐射时间, 所以它在实验上是一个可行的量子克隆方案. 鉴于当前量子信息学的发展和实验技术的进步, 量子通信也逐步地应用于实际生活中, 因此, 本方案在未来的量子通信中应具有一定的应用价值.【相关文献】[1] Wootters W K, Zurek W H. A single quantum cannot be cloned [J]. Nature, 1982, 299: 802.[2] 杨光，聂敏，杨武军.SIP协议量子身份认证与密钥协商方案[J].四川大学学报：自然科学版，2016， 53： 87.[3] Duzek V, Hillery M. Quantum copying: Beyond the no-cloning theorem [J]. Phys Rev A, 1996, 54: 1844.[4] Duan L M, Guo G C. A Probabilistic cloning maehine for replicating two nonorthogonal state [J]. Phys Lett A, 1998, 243: 261.[5] Wu T, Fang B L, Ye L. Quantum cloning machines and their implementation in physical systems [J]. Chin Phys B, 2013, 22: 110311.[6] Fan H, Wang Y N, Jing L, Yue J D, Shi H D, Zhang Y L, Mu L Z. Quantum cloning machines and the applications [J]. Phys Rep, 2014, 544: 241.[7] Duzek V, Hillery M. Universal optimal cloning of arbitrary quantum states: from qubits to quantum registers [J]. Phys Rev Lett, 1998, 81: 5003.[8] Ariano G M D, Macchiavello C. Optimal phase-covariant cloning for qubits and qutrits [J]. Phys Rev A, 2003, 67: 042306.[9] Navez P, Cerf N J. Cloning a real d-dimensional quantum state on the edge of the no-signaling condition [J]. Phys Rev A, 2003, 68: 032313.[10] 张蕾，强稳朝.基于腔QED制备W纠缠态 [J]. 原子与分子物理学报, 2015, 32: 115.[11] 罗岸，刘小娟，彭朝晖, 等.逻辑门操作腔内多光分子过程中原子最大相干性恢复 [J]. 原子与分子物理学报, 2016, 33: 21.[12] Zou X B, Li K, Guo G C. Linear optical scheme for implementing the universal and phase-covariant quantum cloning machines [J]. Phys Lett A, 2007, 366: 36.[13] Hagley E , Maitre X , Nogues G,etal. Generation of Einstein-Podolsky-Rosen pairs of atoms [J]. Phys Rev Lett, 1997, 79: 1[14] Huang X H, Lin G W, Ye M Y. Realization of a singlet state via adiabatic evolution of dark eigenstates[J]. Opt Commun, 2008, 281: 4545.[15] Rauschenbeutel A, Nogues G, Osnaghi Setal. Step-by-step engineered multiparticle entanglement[J]. Science, 2000, 288: 2024.。
通过腔QED实现量子可控相位反转门
通过腔QED实现量子可控相位反转门
肖云峰;林秀敏;高洁;杨勇;韩正甫;郭光灿
【期刊名称】《量子光学学报》
【年(卷),期】2004(10)B09
【摘要】我们提出了一种实现量子可控相位反转门 (CPF)的方法 ,基于的是单光子脉冲和各携带有一个三能级离子的两个微球腔之间的相互作用。
这种离子之间的CPF门具有高保真度和低错误率 ,并且稳定 ,易于扩展。
在当前的腔QED技术下 ,我们的方案更有可操作性 ,在未来的量子计算机系统中有可能成为一个可应用的基本单元。
【总页数】1页(P18-18)
【关键词】量子可控相位反转门;单光子脉冲;腔QED技术;量子计算机系统;量子电子学
【作者】肖云峰;林秀敏;高洁;杨勇;韩正甫;郭光灿
【作者单位】中国科学技术大学量子信息重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】TN201
【相关文献】
1.条件量子相位门的腔QED实现 [J], 蔡建武
2.相位协变量子克隆的腔QED实现方案(英文) [J], 严飞;杨名
3.腔QED中相位协变量子克隆机的实现及纠错(英文) [J], 邵洋;朱爱东
4.利用单原子囚禁的开放腔QED系统实现可控相位门 [J], 陈翔;赖文喜;孙世辉;李洪才
5.利用腔QED实现非常规几何量子相位门 [J], 黄志平;杨榕灿;黄春临;李洪才因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于非局域超导量子谐振器的贝尔态制备
基于非局域超导量子谐振器的贝尔态制备
黎杰
【期刊名称】《现代物理》
【年(卷),期】2024(14)3
【摘要】量子信息是量子物理和信息科学相结合的新型交叉学科,超导量子谐振器因其可被灵活设计、存储和引导微波光子以及拥有高品质因子等特点成为一个很好的量子信息处理平台。
本文研究了基于非局域超导谐振器的全共振贝尔纠缠态的产生过程。
使用的系统由一个长超导传输线所连接的两个非局域一维超导谐振器组成,这两个非局域谐振器又分别与两个承载信息的超导谐振器耦合。
在本方案中,传输线不会被布局微波光子,从而可以抵抗长传输线的光子损失带来的影响。
这也使得长传输线可以被设计的更为复杂以连接更多的非局域超导谐振器达成基于超导谐振器的大规模分布式量子计算。
【总页数】8页(P110-117)
【作者】黎杰
【作者单位】天津工业大学物理科学与技术学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN7
【相关文献】
1.利用腔QED中的超导量子干涉仪实现量子态的远程制备
2.基于局域压缩量子剪切制备非高斯量子态及非经典性
3.基于超绝热捷径技术快速制备超导三量子比特
Greenberger-Horne-Zeilinger态4.用三粒子纠缠态和Bell态作量子信道实现非局域的态交换(英文)5.超导系统下利用量子非破坏性测量制备量子态
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
“量子信息中的腔QED方案研究”项目通过专家鉴定
“量子信息中的腔QED方案研究”项目通过专家鉴定
陈莉
【期刊名称】《安徽大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2006(30)1
【摘要】由安徽大学物理与材料科学学院曹卓良教授主持的安徽省教育厅重点科研项目“量子信息中的腔QED方案研究”，已于近日顺利通过了安徽省教育厅组织的专家鉴定，并获得了很好的评价。
该项目自立项以来，共发表专题学术论文15篇，全部被SCI收录。
【总页数】1页(P94-94)
【关键词】科研项目;专家鉴定;量子信息;QED;安徽省;材料科学;大学物理;学术论文;SCI;教育
【作者】陈莉
【作者单位】安徽校科技处
【正文语种】中文
【中图分类】O413
【相关文献】
1.外场驱动下腔QED中实现量子纠缠交换的方案 [J], 单传家;夏云杰
2.一个传送量子信息的腔QED方案 [J], 吴韬;何娟;倪致祥
3.大失谐腔QED中任意初态双原子系统的量子信息保真度 [J], 周并举;易有根;周清平;刘小娟
4.量子信息中的腔QED方案简介 [J], 曹卓良;李英群;汪贤才;杨名
5.腔QED中实现控制量子逻辑门的简易方案（英文） [J], 刘文鹏;宋学科;叶柳因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
进而使量子计算得以顺利进行。另外与以往的原子
一
一＝一ｄ ｙ＝ １＋ ）ｙ ｙ ｙ＋一ｇ（１ １一 ＝
考虑将两个超导量子干涉仪植入在一个高品
获得保真度高达 ９ ． ％的量子 门， ９９ ９ 这个时候通过 质腔中的系统 。 这里使用的量子超导干涉仪是射频
它是用一段超导体将约瑟夫森隧 量子纠错编码方式 ， 即使在存在消相干的时候仍然 超导量子干涉仪 ，
收 稿 日期 ：０ ８ ２ ２ ２ ｏ 一Ｏ — ６
基 于量 子力学 系统 的量 子计 算研 究 近几年 已经
形成 热潮 ， 研究 越来 越表 明量子计 算在 处理 某些 问
可以实现 大规模 的量子计 算 。近来 ， 多研 究【 许 提
出了利用 几何位 相来实 现可容 错量 子 门的方案 ， 可
题 上有 经典 计 算无 可 比拟 的优 势 ，首 先 基 于 Ｓｏ ｈｒ 算法 ［ １ 】 的量子傅 立 叶变换 （ 括解 因子 问题 和离散 包
维普资讯
州芗院
Ｊｕｎ ｌ ｆ ｈｚ ｏ ｏｌｇ ｏ ｒ ａ Ｃ ｉｈ ｕＣ ｌ ｅ ｏ ｅ
２０ 年 ６ 第 ２ 卷 第 ３ ０８ 月 ２ 期
Ｊ ｎ ０ ８ Ｖｏ．２ Ｎ ． ｕ ：２ ０ １ ｏ３ ２
基于腔 Ｑ Ｄ的超导量子比特的非传统几何相位门 Ｅ
依赖于 量子系统 的 比例 常数并 且 １≠０ １那么 总 １ ， ， 一
相位
对数问题的算法 ） 提供了对最好的经典算法的惊 ， 人的指数加速。 其次基于 Ｇｏｅ 的量子搜寻算法圆 ｒ ｒ ｖ ， 可以对最好的经典算法二次加速。 本文采用的是将 两个超导量子干涉仪植入一个高品质腔中的系统 ，
芦 艳。 杨 名
（ 安徽大学 物理与材料科学学院 ， 安徽 合 肥 ２０ ３ ３０ ９）
【 摘要】 在一个高 品质腔中植入两个超 导量子干涉仪， 并使腔 与超导量子干涉仪发 生大失谐作用来实现 ２个量子比特的非传 统几何相位
门 。 里 的 量 子逻 辑 门操 作 ， 特 点 是 利 用几 何 位 相 的整 体 几 何 性质 来 避 免 某 些 局域 的无 规 噪声 的影 响 ， 而可 以获取 在 量 子 计 算 过程 中 的 这 其 从
１ 非 传 统 几何 相 位
量子计算的优越性体现在它具有量子系统独 特 的性质 ： 量子态 的叠 加 与量 子纠缠 。但 是这两 个 掉。因此 ， 如何克服消相干作用成为实现量子计算
逻辑门既满足克服消相干的作用 ， 又会大大简化实
验操作 ，因而 目前 已经 越来 越受 到人们 的关 注 ， 文 献 斗 讨论 在腔 Ｑ Ｄ 中利 用 原 子 比特 获 得 一 个 非 Ｅ 传统几何 量子相 位 门的方 法 ， 还有 利用 超导 电荷 比
（ ） １
腔系统相比， 我们的超导量子干涉仪是植入在一
该量子门也具有整体几何性质。 这里的非传统
几何量子 门不要求消除动力学相位， 总相位中既含 几何位相 部分 又含动力 学 位相部分 ， 但奇 特 之处是
总相位 又 的确是 依赖 一些几 何特征 的。因此 ， 这种
个高品质腔当中， 可以视为一个静态， 因而调节它与 经典场或量子化的场的耦合系数就相当容易 ， 而且 这样的系统在对待消相干影响时更容易将其抑制。
基金项 目： 自然科学基金 （ 目编号 ：０ ７ ０２ 和教育部高等学校博士学科点专项科研基金 （ 目 国家 项 ６ ６ ８２ ） 项 编号 ：０６ ３７ ０ ） ２ ００ ５ ０ ８ 。 作者简介 ： 卢艳（ ８ －）女 ， １ １ ， 安徽黄 山人 ， ９ 安徽大学物理 民材料学院助教 ， 硕士 ， 研究方 向量子信息与量子计算 ； 杨名（ ７ －） ， １ ９ ， 安徽 安庆 ９ 男 人， 安徽大学物理与材料科学院教授 ， ， 博士 研究方 向量子信息与量子计算 。
性质都很脆弱 ，很容易被称为消相干的过程破坏 特实现了非传统几何量子相位Ｉ０。 ＇３ －１ ］
的关的容错 （ａｌ ｔｅ ｎ ） ｆ ｔ ｏ ｒ ｔ 能力 的话就可 以 ｕ — ｌａ
２ 超 导 量 子 比特 与腔 的相 互 作 用
高保 真 度 。 最 后 ， 为 一个 直 接 应 用 ， 作 讨论 了采 用 所提 出 的非传 统几 何 相 位 门来 实现 ２个 量 子 比特 的 Ｄ ｕ ｓ ｈ Ｊ ｚ ａ算 法 。 ｅ ｔ ｃ－ ０ ｓ
【 关键词】 非传统几何相位 门； 超导量子干涉仪；ｅ ｔ ｃ — ０ ｓ Ｄ ｕ ｓ ｈ Ｊ ｚ ａ算法 【 中圈分类￣１４ １ ０ ３ 【 文献标识码】 Ａ 【 文章编号】 ６ ４ ｌ０ （ ０ ８ ０— ０ ４ ０ １ ７ 一 １ ２ ２ ０ ）３ ０ ４ － ４
维普资讯
第 ３期
卢艳 ， 名 ： 于 腔 Ｑ Ｄ 的超 导量 子 比特 的非 传 统 几何 相 位 门 杨 基 Ｅ
４ ５
道 结 的两 端 连接 起 来 而获 得 的一 个 带 约 瑟 夫 森 结
以完全被忽略。我们令 ｈ ｌ则系统 的有效哈密顿 ＝，
以克服某 些消相 干效应 的影 响 ， 们把 由这种 逻辑 我
门构成的量子计算称为几何量子计算嗍。 最近在离 子阱的一项实验 中就显示了完全依靠几何位相演 化的保真度远高于依靠动力学位相演化的保真度。 汪子丹等人【 － ０ ｔ 提出一类新 的被称为非传统几何相 位逻辑 门的方案 ， 他们提出如果动力学相位 ＾ 与 ｙ ａ ＾ｓ ｙ 几何 相位 成 比例 ， 就是 ＾ ＝１ 其 中 １ 也 ｙ １１ｓ ｄ ， １是