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。     

以最大slice态为信道的受控量子远程控制

利用三量子最大slice态作为量子信道,提出了单量子酉算子的受控远程执行的两个协议.首先,利用双向量子隐形传态(BQST),给出了一个任意单量子酉算子的受控隐形传输方案.结果 表明,通过非最大纠缠信道,发送者能够在遥远的接受者的量子系统上远程地执行一个任意单量子酉算子.如果发送者和控制者对各自量子执行恰当的投影测量,那...     

量子进程

由量子力学原理,酉变换和测量算子可以完成量子计算中的所有操作,但仅用酉变换和测量算子的序列并不能清楚地描述量子世界的并发与通信,因此本文提出了量子进程的概念,讨论量子进程通信的几种可能方式,并基于CCS建立了两个量子进程的一种互模拟关系,用以刻画传送量子进程的并发与通信。     

基于高维纠缠交换的无酉操作确定性安全量子通信

在分析高维Bell态纠缠交换基本性质的基础上,提出不需要任何酉操作、具有通用性和一般性的高维确定性安全量子通信方案.利用高维Bell测量的结果,发送方和接收方分别进行模加、减运算即可编码、解码信息.构造了两组互补的基,并根据其互补性质,提出了检测高维量子信道是否安全的方法.详细分析了几种常用攻击策略,并计算了这些攻击所引起的错误率,进而推导出通信双方需设定的错误率阈值的上界.     

基于半经典量子傅里叶变换的◢t◣-比特半经典相位估计算法实现

半经典量子傅里叶变换(quantum Fourier transform,QFT)是通过测量计算线路中特定的比特,依据测量结果经过经典信息处理控制下一个比特的变换.利用半经典量子傅里叶变换思想,提出了t-比特半经典量子相位估计算法,并在IBMQ Experience量子云平台、IBMqiskit量子模拟器和国内本源悟源云平台量子模拟器上开展了不同规模的半经典相位估计实验.实验表明,该方法提高了估计精度的同时减少了算法对线路规模和两比特受控门的依赖.     

基于量子傅里叶变换算法的量子乘法器

乘法运算是许多量子算法中的基本运算之一.为了实现量子乘法运算并且尽可能少地使用辅助量子比特,提出了一种基于量子傅里叶变换算法的量子乘法器.在量子傅里叶加法电路基础上,设计了量子移位电路,并实现了两个n位二进制无符号数相乘的量子电路,其时间复杂度为O(n3).使用IBM提供的开源量子计算工具包Qiskit分别验证了两个2...     

关于量子运算的注记

给出了高维空间中量子运算对应的仿射映射的矩阵表示以及量子运算保单位的一个充要条件。     

基于量子逻辑的确定型正则文法

基于量子逻辑的文法理论是量子计算模型的一个重要研究方向.给出了基于量子逻辑的确定型正则文法的概念,证明了基于量子逻辑的确定型正则文法与基于量子逻辑的确定型自动机的等价性.利用此等价性,给出了量子确定正则语言的代数刻画和层次刻画,并得到量子确定正则语言关于正则运算的封闭性.     

三值量子基本门及其对量子Fourier变换的电路实现

理论上可以把量子基本门组合在一起来实现任何量子电路和构建可伸缩的量子计算机。但由于构建量子线路的量子基本门数量庞大,要正确控制这些量子门十分困难。因此,如何减少构建量子线路的基本门数量是一个非常重要和非常有意义的课题。提出采用三值量子态系统构建量子计算机,并给出了一组三值量子基本门的功能定义、算子矩阵和量子线路图。定义的基本门主要包括三值量子非门、三值控制非门、三值Hadamard门、三值量子交换门和三值控制CR_k门等。通过把量子Fourier变换推广到三值量子态,成功运用部分三值量子基本门构建出能实现量子Fourier变换的量子线路。通过定量分析发现,三值量子Fourier变换的线路复杂度比二值情况降低了至少50%,表明三值量子基本门在降低量子计算线路复杂度方面具有巨大优势。     

基于QCircuit的BB84窃听仿真与分析

该文研究量子线路模型仿真量子密钥分配协议.基于QCircuit软件运用量子线路模型设计不同攻击模型下的BB84量子密钥分配协议仿真模型,并引入rsec和I(α,E)两个指标,设计指标分析线路模型,仿真分析了不同噪声信道模型下BB84密钥分配协议在P/P、B/P和B/B三种不同截取/重发策略下的有效性及安全性.仿真结果表...