七位量子信道编码与纠错

在量子网络的两个站点间通信时,一旦数据帧中出现误码就需要重新发送数据帧,此举虽然能够保证数据的正确性,但是在一定程度上增加了信道的压力、降低了通信效率。为了缓解信道压力,从量子态的复制、隐形传送的过程出发,针对现有的量子纠错电路进行分析和改进,设计出了七粒子纠缠态的量子纠错线路,七粒子纠缠态量子纠错可以纠正不多于3位量子态出现的位反转或者位相翻转错误。并对改进前后协议的效率、信道的利用率进行对比,发现改进后的纠错电路能有效提高数据传输的效率,为以后多粒子纠错提供可参考的依据。     

量子位叠加态的防错纠错编码

提出用单个量子位的叠加态进行量子编码,采用分组纠错方法,设置纠错量子线路;用８个量子们编码时,建立同态量子位对模型,简化了量子编码。     

基于改进遗传算法的量子可逆电路综合

针对可逆电路到量子电路的有效映射问题,提出了带禁忌表的大变异自适应遗传算法,用于量子可逆电路的综合.选取量子非门、控制非门、控制V门与控制V+门(NCV)构成量子门库,建立了量子电路计算模型.采用二进制串行编码方案,设计了适应度函数、进化算子及优化规则,实现了带禁忌表大变异自适应遗传算法的量子可逆电路综合,并用Revlib电路库进行了测试.结果表明该综合方法能同时得到多个功能解,且所生成电路的量子代价优于库中电路,验证了提出算法用于量子可逆电路综合的正确性和有效性.     

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。     

可光纤集成的相干态量子身份认证系统

报道了可光纤集成相干态量子身份认证实验系统。该系统采用偏振相干态的斯托克斯矢量作为量子信号载体,采用动态偏振控制器作为信号调制器,利用固有的相干态量子噪声保证系统的安全性。自行设计了脉冲激光驱动电路、微弱窄脉冲激光探测电路、信号同步模块,采用Socket网络通信程序在TCP/IP局域网中实现了量子保密通信所需要的经典通信。该相干态量子身份认证系统采用的运行密钥为12位,每个光脉冲包含40000个光子,传输速率达到8kbit/s,合法用户间误码率(BER)小于10-4。每传输一个比特信息,攻击者所能窃取的信息量I(Alice,Eve)<10-14bit。     

基于GHZ态的三个量子位秘密共享方案

提出了利用五个粒子纠缠GHZ态作为量子信道来完成三个粒子纠缠态的隐形传态,从而实现三个量子位的秘密共享方案,并对方案进行安全性分析。该方案充分利用GHZ态五个粒子间的相关性,通过一次Bell基测量和三次单粒子测量,并通过相应的幺正变换即可实现Alice和Charlie之间三个量子位的秘密共享。与相关文献相比,在没有增加粒子数的前提下,提高了量子位的传输,为量子密钥共享传递更多量子位提供了理论基础。     

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．     

量子逻辑门中的编码量子位研究

本文提出在量子编码中用量子字节控制量子字节的设想,具体分析了字节被控编码法防止或纠正逻辑运算错误的量子线路,该编码既适用于量子逻辑门的防错和纠错,也适用于防止量子计算机存储单元的解相干。该编码法量子位使用效率为５０％,且防错和纠错过程简单明了,并有单个逻辑双态双轨技术提供实验基础,因此该方案实现的可能性大。     

量子遗传算法在多输出Reed-Muller逻辑电路最佳极性搜索中的应用

量子遗传算法是一种融合量子计算和遗传算法优点的智能算法,常用于求解组合优化问题.本文给出多输出RM(Reed Muller)逻辑电路最佳极性搜索方案,将量子遗传算法应用到多输出固定极性RM电路逻辑优化中.针对量子遗传算法易陷入局部极值的缺陷,结合群体灾变思想,提出一种基于量子遗传算法的多输出RM逻辑电路最佳极性搜索算法.最后对多个大规模PLA格式基准电路测试表明：该算法与基于遗传算法的最佳极性搜索相比,在优化能力、寻优性能和收敛速度等方面都有不同程度的提高.     

一种量子衍生神经网络模型算法及应用

为提高神经网络的逼近和预测能力，提出一种各维输入为离散序列的量子衍生神经网络模型及算法。该模型为三层结构，隐层为量子衍生神经元，输出层为普通神经元。量子衍生神经元由量子旋转门和多位受控旋转门组成，利用多位受控旋转门中目标量子位的输出向输入端的反馈，实现对输入序列的整体记忆，利用受控旋转门输出中多位量子比特的纠缠获得量子衍生神经元的输出。基于量子计算理论设计了该模型的学习算法。该模型可从宽度和深度两方面获取输入序列的特征。仿真结果表明，当输入节点数和序列长度满足一定关系时，该模型明显优于普通神经网络。     

一种Xilinx FPGA有效配置位保护方法

机载电子设备中广泛采用的静态随机存储器(Static Random Access Memory,SRAM)型现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array,FPGA)易受到大气中子辐射的影响而发生单粒子翻转.为了提高抗干扰能力,针对SRAM型FP GA需要进行抗单粒子翻转防护,提出了一种X...     

Quantum error correction in silicon charge qubits

The interaction of the quantum register with a noisy environment that leads to phase and bit errors is considered. Modeling of 5-qubit and 9-qubit error-correction algorithms for various environments is performed. It is shown that the use of the quantum correction leads to a quadratic decrease in the error probability. The efficiency of applying the 5-qubit algorithm of error correction for a silicon double-dot qubit is shown.     

多用户网络环境下量子密码术

在传统的点到点之间进行量子密钥分发协议的基础上,利用量子存储技术和EPR粒子纠缠态互换的方法,提出了在多用户、多控制中心、远距离的网络环境下进行量子密钥传送的方案。与传统的点与点之间的量子密钥传送协议类似,其安全性也是建立在量子力学原理上,任何窃听者的存在必将使生成密钥的误码率上升而被合法通信用户发现。     

Quantum Communication With Polarization-Encoded Qubit Using Quantum Error Correction

One of the most promising physical properties for implementation of quantum technology is light polarization. However, since light polarization is a fragile property, the use of quantum error correction (QEC) is a crucial issue in order to make quantum information over optical network feasible. In this direction, this paper discusses optical setups for quantum error correction in quantum communication setups based on light polarization. In particular, we show how to use the QEC setup to provide error-free entanglement distribution and its use in an error-free probabilistic teleportation setup. Then, we discuss the performance of the error-correction setup in a very noisy channel. Finally, we show that the same QEC setup can also be used to correct bipartite of qubit states.     

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。     

基于量子可逆逻辑的桶型位移器设计

桶型位移器是高速处理器的常用部件,可在单周期内对数据字实现指定位数的位移操作,在量子可逆逻辑电路的基础上,本文提出了有n个输入位和k个控制位的位移器,记为（n,k）位移器。为综合可逆的位移器,提出了基于置换群分解的新方法,仅使用（3,1）位移器与控制交换门,快速生成较小量子代价的任意控制位移器,将k=[log(n)] 个相应的（n,1）位移器级联,生成可任意位移的（n,k）桶型位移器。     

Two-step unsymmetrical quantum key distribution protocol using GHZ triplet states

The security, efficiency, transmission distance and error rate are important parameters of a quantum key distribution scheme. In this article, the former two parameters are focused on. To reach high efficiency, an unsymmetrical quantum key distribution scheme that employs Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) triplet states and dense coding mechanism is proposed, in which a GHZ triplet state can be used to share two bits of classical information. The proposed scheme can be employed in a noisy or lossy quantum channel. In addition, a general approach to security analysis against general individual attacks is presented.