量子逻辑门核磁共振实验的仿真实现

利用核磁共振(NMR)实验技术来实现量子计算，是当前各种验证量子算法最为有效的方法之一。对如何设计核磁共振(NMR)脉冲序列来实现各种量子逻辑门，如量子控非门、toffoli门等进行了研究。并在量子仿真器(QCE)上进行实验验证。     

量子Toffoli门的核磁共振物理实现

利用三量子位Toffoli门等价于两个两量子位控制非门和三个两量子位控制相移门的组合，将每一个控制非门和控制相移门分别用核磁共振脉冲序列及两核自旋系统随时间自由演化算符的组合构成，依据控制非门和控制相移门作用于核自旋系统的顺序，构成量子Toffoli门的核磁共振物理实现，用Suzuki公式数值求解了含时薛定谔方程，验证了量子Toffoli门的核磁共振实现的正确性和可行性。     

用基本两位量子逻辑门实现N位量子逻辑门的研究

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。     

3-puzzle量子计算的酉变换矩阵及逻辑线路

针对3-puzzle问题,运用量子计算方法,分析了节点扩展的酉变换矩阵.通过一个3-puzzle问题实例,对其进行了元素编码和节点状态编码,描述了具体的节点扩展酉变换矩阵,并运用量子受控非门逻辑线路实现了酉变换矩阵.讨论了N-puzzle量子计算的线路模型,对量子位的基态和最佳基态的制备作了分析.阐述了N-puzzle启发式搜索量子计算框架.     

基于半导体共振腔的量子位与量子网络构建

以半导体共振腔内光子与原子的纠缠特性作为量子位,通过半导体共振腔电动力学系统将原子态转换成光子态, 根据半导体共振腔的工作特性,提出共振腔内原子与光子弱耦合与强耦合的判断条件, 并利用外加电磁场对原子的量子态进行操控,从而完成量子逻辑门的操作,再通过各共振腔量子电动力学(CQED)系统间的纠缠进行量子位扩充,实现量子计算与量子网络。介绍微碟型共振腔与单一量子点等多种模型,有助于将量子运算与量子通讯的概念转变为半导体量子器件的研制。     

量子触发器的设计与优化

量子触发器是量子逻辑电路中一个很重要的量子器件,在量子计算领域有着重要的意义。根据量子触发器的逻辑功能,利用量子触发器输入和输出之间的关系,研究了一种通过引入辅助比特来解决数字电路反馈问题以及实现数据保持状态锁存功能的方法。设计构造了五种不同的量子触发器并对量子线路进行了优化。这些量子锁存器在建造量子计算机中可以作为可扩展的基本锁存功能单元使用。     

用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门的功能

在Barenco的工作基础上,用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门（对应的幺正变换矩阵为Λn-1(W)）的功能。该方案具有结构简单,易于实现的特点。     

基于量子遗传算法的量子细胞自动机仿真方法

利用遗传算法对基于半经典模型的量子细胞自动机进行仿真时,通常会遇到多个极值,容易陷入局部最优。为将量子遗传算法用于量子细胞自动机仿真,对量子遗传算法进行改进,将二进制量子位改为多进制量子位,重新设计了量子旋转门的调整策略,并给出了具体实现步骤。通过对测试函数寻优和量子细胞自动机电路的仿真,结果表明,改进后的量子遗传算法平均误差低,不易陷入局部极值,收敛速度较快,适用于量子细胞自动机仿真。     

非可逆逻辑门的量子可逆实现研究

逻辑关系可用逻辑函数表示,量子逻辑关系是可逆的,引入和定义了量子逻辑函数;通过引入辅助量子位,增添量子输出信号的区分位,完成对非可逆逻辑门的改造,使非可逆逻辑门在量子电路中得到可逆实现,并研究了一些有用的非可逆逻辑门的改造方法,给出可实现的优化后的量子电路。     

两点量子元胞自动机逻辑电路设计与仿真

择多逻辑门和反相器是量子元胞自动机(QCA)逻辑电路的基本组件。设计了两点量子元胞自动机(两点QCA)的传输线、择多逻辑门和反相器等基本逻辑器件。通过仅在信号沿竖直方向传递需要取反时用到水平放置元胞的设计,使电路布局更加紧凑。利用这些基本逻辑器件完成了一位数值比较器电路的设计。基于两点QCA系统的半经典模型,利用遗传模拟退火法对电路功能进行了仿真。仿真结果显示,两点QCA同样能够有效实现传统四点QCA的功能,而其所需的电子数和量子点数均减少了32.1%,电路集成度提高了49.4%。     

量子全加器构造的探讨

本文探讨了由Toffoli门和受控非门等量子逻辑门构成低位输入、低位输出的量子全加器的电路，并分析了该种量子全加器的变换操作。通过比较推导出有多位输入、多位输出量子全加器的电路组合规律．     

基于状态向量表示的快速量子仿真算法

本文给出了量子门的符号化表示形式,将n量子线路表示成一个控制位符号向量和一个低阶受控量子门的组合,避免了使用高维矩阵的巨大存储开销.对无循环格雷码生成算法进行扩展,提出了n元k定位二进制数生成算法.提出了快速量子仿真算法FQSA,将输入状态向量分组,用同一酉算子对各组进行矩阵向量乘积运算,从而快速产生输出状态向量.相比其他通用量子仿真算法,FQSA节省了存储空间,并具有最优的时间复杂度.仿真QFT表明,较当前最好的分治算法,FQSA极大降低了运行时间,提高了可仿真量子比特数.     

Quantum secret sharing between multiparty and multiparty with entanglement swapping

A quantum secret sharing （QSS） protocol between multiparty and multiparty is proposed, based on Greenberger-Horne- Zeilinger （GHZ） state. The protocol utilizes quantum Fourier transform and entanglement swapping to achieve a high intrinsic efficiency and source capacity. Then, the security of this protocol against some possible eavesdropping strategies has been analyzed. Furthermore, the presented protocol is generalized to the d-level case.     

量子通信网络发展概述

量子通信是基于量子力学原理的安全通信技术,能保证通信双方信息传输在理论上的绝对安全性。近年来,该项技术及其工程实现受到美国、欧盟、中国、日本等诸多国家和地区的重视。随着该技术实用化的推进,量子通信正在由点对点通信应用走向网络化应用,包括局域网和广域网应用。覆盖全球的广域量子通信网也在研发之中。详细分析了目前世界主要国家试行的量子通信网络,并简述了各国的量子通信卫星研发计划。     

通过旋转操作和计算基测量实现几率量子隐形传态

提出一种利用部分纠缠粒子对作为量子通道实现量子隐形传态的方案。在此方案中，若发送者施一旋转操作于被传态的粒子并对该粒子和她拥有的部分纠缠粒子对之一实施计算基测量，则该粒子所处的未知量子态被传送给接收者，其态的保真度为1，成功几率与部分纠缠粒子对的两个Schmidt系数有关。此方案可推广到隐形传送N粒子的未知量子态。     

量子保密通信发展趋势与对策探讨

目前,国内外在量子保密通信系统实验和应用研究方面取得了很大进展,虽然人们对量子系统的实用性存在较大的争论,但相关研究已经进入了工程实现的关键时期。量子保密通信在窃听检测、身份识别和在线密钥共享等方面具有得天独厚的优势,必将对保密通信领域产生革命性的影响。论文对量子保密通信的技术现状、技术原理和特色进行了介绍,对量子保密通信发展趋势、应用前景和应对策略等进行了分析和探讨。     

量子拍频数据拟合与分析

利用快速傅里叶变换的方法对有限激光脉宽、有限仪器响应时间条件下的量子拍频光谱数据进行拟合,讨论了非理想实验条件对拟合结果的影响,并对２２４￣２３５ｎｍ范围内ＳＯ２分子的量子拍频数据进行了拟合与分析。发展观察到的最子拍频信号是来自ＳＯ２Ｃ（＾１Ｂ２）态与基态高振动态的耦合。     

基于图的非二元非对称量子码构造(英文)

The theory of quantum error correcting codes is a primary tool for fighting decoherence and other quantum noise in quantum communication and quantum computation. Recently, the theory of quantum error correcting codes has developed rapidly and been extended to protect quantum information over asymmetric quantum channels, in which phase-shift and qubit-flip errors occur with different probabilities. In this paper, we generalize the construction of symmetric quantum codes via graphs (or matrices) to the asymmetric case, converting the construction of asymmetric quantum codes to finding matrices with some special properties. We also propose some asymmetric quantum Maximal Distance Separable (MDS) codes as examples constructed in this way.     

具有高概率的整数分解量子算法

本文基于量子Fourier变换给出了一个新的整数分解量子算法,通过利用多次量子Fourier变换和变量代换,使得r变成相位因子(r是从模N整数环中所选元素的阶),进而可使非零的非目标态的几率幅变为零,算法成功的概率大于3/4,高于Shor整数分解量子算法,且不再依赖于,的大小(Shor算法成功的概率依赖于r的大小),同...