基于最小熵的完整性度量

在实际计算机系统中可信信息不可避免地会被更改,因此有必要定量刻画信息的完整性,目的在于度量有多少的更改是可容忍的.本文针对攻击者能够一次最大可能更改可信信息的情况,结合信息流完整性模型,将程序建模为信道,使用最小熵定量描述信息完整性.首先刻画信息完整性中的污染和抑制两种情形.基于此,进一步给出污染和信道容量之间的关系;并讨论复合程序的完整性的问题.最后,分析讨论负信息流的情况.     

量子假设检验互信息

von Neumann互信息是Shannon互信息在量子信息中的推广,在量子信道容量中有非常好的应用.由于量子态的非对易性,许多经典信息论中的量化在量子信息中有完全不等价的推广定义.量子假设检验相对熵来自于假设检验问题,是量子信息处理中常用的基本量化之一.使用量子假设检验相对熵讨论量子互信息.首先讨论量子假设检验相对熵的一些基本性质,并给出该量化和其他量子广义熵之间的关系.然后结合相对熵的性质,给出量子假设检验互信息的定义,并讨论其性质,比如:数据处理不等式.通过互信息与条件熵之和重点讨论互信息的链式法则.     

广义量子Loop程序初探

在经典计算中,Loop程序是非常重要的程序。对量子计算中Loop程序进行研究非常必要。定义了体为量子运算的广义量子Loop程序,给出了量子Loop程序在输入态上终止,几乎终止以及不终止的定义基于任意的初始态。并证明了量子Loop程序在给定输入态上终止的充要条件以及程序终止的充要条件。作为应用,验证了体为酉运算的量子Loop程序嵌套是一个广义的量子Loop程序。     

基于测量的量子线路

量子线路模型是使用最广泛的量子计算模型,它对于量子算法的构造和量子计算机的物理实现提供了一个基本框架.利用测量演算和分布式量子计算的基本思想,提出了测量量子线路模型(measurement quantum circuits model).测量量子线路主要考虑测量结果对酉运算的影响,测量结果和酉运算之间的关系以及测量基量子线路的在纯态和混合态上的作用.讨论了2个基元运算的并运算,以及连接运算,它们都是封闭的.基于此,定义测量量子线路的基本运算元,并证明任何一个测量量子线路是一个量子运算并举例得以说明.     

量子最弱自由前置条件的交换性及其性质

首先给出了量子最弱自由前置条件(weakest liberal precondition,简称wlp)wlp (A,B,C)-可交换的定义,研究了wlp (A,B,C)-可交换的充分必要条件;其次,得到了wlp 不是良好的谓词转换,验证了wlp 是比量子最弱前置条件(weakest precondition,简称wp)更弱的谓词转换,揭示了wlp 和wp 的本质区别;最后证明了wlp 的序列合成、并行合成和块结构等性质.     

参数化的广义量子通用相位门

主要研究参数化的广义量子通用相位门,给出了单比特量子门、双比特量子门以及三比特量子门的参数化构造。证明参数化的广义量子门和M.Nielsen给出的广义量子门是等价的。举例说明了参数化的广义量子通用门在量子计算中的作用。     

广义量子Loop程序的若干性质

本文首先就广义量子loop程序(简记为GQLoop)的主体由比特翻转、去极化、幅值阻尼、相位阻尼等信道描述时,对它的终止(几乎终止)问题进行了研究.其次,讨论了两类GQLoop程序相互嵌套时loop程序的终止(几乎终止)的问题.研究表明:以量子运算的嵌套为主体的GQLoop程序终止(几乎终止)的条件依赖于刻画量子信道的参数.最后,当开放量子系统与其环境在酉运算下做为loop程序的主体时,讨论了在酉运算后去掉环境时的主系统上量子程序的执行过程.     

量子Mealy自动机和量子Moore自动机的等价

随着大数分解的量子算法和量子搜索算法的给出,量子计算进入了一个全新的迅速的发展时期.量子自动机是近十年来兴起的量子计算理论,是一个很活跃的研究领域,量子自动机的研究已经相当丰富.首先定义了字符集上的有限维Fock空间,给出基于有限维Fock空间的量子Mealy自动机和量子Moore自动机的定义,考虑在不受外界环境影响下的两种量子自动机构成的封闭的量子系统,详细地研究了量子Mealy自动机和量子Moore自动机的演化过程,利用量子力学中密度算子的基本理论给出量子Mealy自动机和量子Moore自动机生成的量子语言.最后,在考虑纯态的情形下证明了量子Mealy自动机与量子Moore自动机是等价的.     

几种量子程序终止的有效验证

基于文献巨18口提出的量子程序验证方法,讨论了单量子比特系统上比特翻转、去极化、幅值阻尼、相位阻尼等 信道刻画的量子程序的验证,通过选取不同的可观测算子对程序终止的情况进行了详细的讨论。研究表明,由这些量 子信道所描述的量子程序的终止情况不仅依赖于输入态的选取,还依赖于可观测算子的选取。