基于MCT可逆线路的量子线路近邻化排布

为了实现量子线路线性最近邻（LNN）排布,给出了可逆MCT门的最近邻Toffoli门级联方法.为了解决线路近邻化中额外插入的SWAP门增加量子代价的问题,引入NNTS门减少插入的SWAP门数,并给出了MCT门基于NNTS门的最近邻线路排布.提出了量子线路近邻化排布算法,将多控制MCT门通过交换线路的顺序得到其最近邻线路排布,然后将每个NNTS门替换为其最优的LNN量子线路实现,得到该MCT线路的LNN量子线路,该方法可以减少量子线路的长度和量子代价.通过Benchmark例题测试,并与现有的线路近邻化结果进行比较,所需插入的SWAP门数平均减少42.83%,量子代价平均改善率达14.80%.     

超导系统下利用量子非破坏性测量制备量子态

基于超导量子电路系统,我们提出了通过量子非 破坏性测量的方法来实现光子的量子态制备。由约 瑟夫森结构成的两能级超导量子比特,在与腔耦合的情况下,其能级会产生斯塔克位移,位 移的大小与腔 内光子数成正比。利用超导量子比特能级位移受到腔内光子影响这一性质,在波导与超导量 子比特耦合的 情况下,通过波导中光子透过率的测量,从而判断出腔内的光子数。这种测量方式对腔内的 光子不产生影 响,因而是量子非破坏性测量,进而实现腔内光子的量子态制备。此外,我们还讨论了相关 参数对制备效 果的影响,在此基础之上,提出了通过反馈重复测量的方法来提高制备效率,从而实现目标 量子态的快速制备。     

基于单量子态的量子加密协议

由于量子的特殊性,量子加密的实现存在许多困难,因此量子密码学中量子加密协议很少.分析了实现量子加密的几个障碍:量子态的不确定性、量子比特传输的噪声和错误等,并且克服这些障碍提出了量子密码的新分支--基于单量子态的量子加密协议.本量子加密协议利用传统密码学、纠错编码和量子力学原理相结合实现保密信息传递,同时分析了量子加密协议的安全性和其他特点.     

基于测量设备无关协议的量子身份认证方案

借助测量设备无关量子密钥分配协议的安全性,提出了测量设备无关的量子身份认证协议。在此协议下,认证中心和认证方以共享密钥加密认证信息和认证密钥,将其发送至第三方进行贝尔态测量以提取安全的认证信息,实现认证中心对认证方有效认证,并更新共享密钥。分析协议性能显示,系统在不同攻击下认证过程是安全且有效的。     

基于门控制模式的单光子探测电路设计

基于门控制模式的雪崩抑制方法,对工作波长为1.31 μm的单光子探测器件InGaAs/InP雪崩光电二极管的高压电源和单光子信号检测电路进行了设计,同时对设计中所涉及的关键问题进行了分析.通过巧妙设计脉冲发生器的单稳态电路等效地实现了直流电平叠加脉冲的"光子门",通过使用跨阻前置放大器和精密比较甄别器等能在一定程度上提高探测的灵敏度.     

单光子偏振态实现量子密钥分配的方案

提出一个基于单光子偏振的量子密钥分配方案.在这个方案里, Alice首先制备一串任意单光子态,然后发送给Bob.Bob只需对其进行一个U操作,再发回Alice.最后Alice对单光子态进行测量,即可实现量子密钥分配.此方案需要一个无噪声信道,优点在于仅仅需要单光子态,以及局域操作和单光子偏振态的测量,这些都非常易于实现.最后其安全性也是有理论保证的.     

基于四粒子cluster态的N位量子态秘密共享方案

为了实现N位量子态秘密共享,提出利用四粒子cluster态作为量子信道,cluster态虽然不是最大的纠缠态,但是有比最大纠缠态更强健的性质,通信者Alice通过添加辅助粒子,并对量子态进行五粒子联合测量,Bob（Charlie）对手中的粒子进行单粒子测量,并把结果和恢复量子态需要进行的操作告知Charlie（Bob）,Charlie（Bob）按照从Bob（Charlie）处得到的信息对手中的粒子进行相应的操作,最后再根据需要,把量子态通过相应的量子线路得到所需要共享的量子态。安全性分析证明此方案是安全的。     

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。     

一种新的未知三粒子量子态秘密共享方案

提出了使用GHZ的三粒子纠缠态作为量子信道来实现三个未知量子纠缠态的秘密共享,并对方案的安全性进行了证明。该方案通过对粒子进行三粒子GHZ态的测量和X基测量,最后使用相应的幺正变换来实现三个量子位的秘密共享。与相关文献相比,此方案既完成了对未知三粒子纠缠态的秘密共享又没有增加量子信道的实现难度,为共享更多位的量子秘密共享方案提供了理论依据。     

一个改进的量子隐形传态回路

量子隐形传态是一种典型的量子通信方式,它用经典辅助的方法来传送量子态,并引入了量子纠缠的特性.实现隐形传态的量子回路形式有很多,为了更有效地传递量子态,本文在Brassard回路的基础上提出一个改进的量子回路,它具有更简洁的结构,并能实现量子隐形传态.     

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。     

数-相量子化及介观电路在自由热态下的量子效应

利用数-相量子化方案,将介观LC电路等效为一个谐振子.通过相干态表象和算符正规乘积形式,简捷地给出了自由热态的Wigner函数,同时借助于量子算符及其Weyl-Wigner对应研究了体系中电荷数及相位差在自由热态下的量子效应.结果表明,体系中电荷数及相位差在自由热态下的量子涨落不仅和电路中器件的参数有关,而且还和温度有关,且储存于电感中的平均能量和电容中的平均能量分别相等.这一研究结果支持了介观电路数-相量子化新方案,对介观电路的量子化和电路的量子效应的研究具有很好的理论指导意义.     

简单逻辑门电路学习方法初探

逻辑门是集成电路上的基本组件,逻辑门电路是当前数字电路广泛应用的重要前提和基础,它是不单是物理教育的重要组成部分,更是电子电器和计算机等相关专业的基础知识。由于逻辑电路要领功能繁多,记忆复杂,不易于掌握,学习起来容易感到力不从心。本文介绍了逻辑门电路的基本概念及表示方法,用类比的方法对逻辑门电路的规律进行总结,最后重点阐述逻辑门电路的实际应用。     

A sample-and-hold current measurement integrated circuit for neural recording

This paper describes a new differential sample-and-hold technique of current measurement for neural probing. The design utilizes bottom plate sampling (BPS) and T-transmission switches to mitigate signal coupling and a differential sample-and-hold technique to reduce charge injection and clock feed through. The circuit was fabricated in a 0.35?µm CMOS process and tested using different input loads to model the electrochemical properties of the microelectrode. Test results matched closely with the simulation results, proving that the concept of the sample-and-hold current measurement circuit is valid for neural probing.     

时变源作用下介观LC电路系统量子态的演化

采用代数动力学规范变换方法,求出含时变电压源的介观LC电路量子态随时间演化算符的精确解,研究含时变电压源的介观LC电路量子态的相干特性.结果表明,电路中电容器储电量q的几率是一个运动的Gauss波包,导出波包中心电量与外电源的一般关系.研究了输入电压源为单矩形脉冲电压的特例.     

实现量子SWAP门的腔QED方案

提出一个基于两个三能级原子和单膜腔场大失谐相互作用来实现两比特量子SWAP门的腔QED方案.在这个方案里,两个全同三能级原子同时与单膜真空腔场发生大失谐相互作用,并辅助了经典场对原子施行单比特操作.此外,在整个作用过程中,腔场态一直处于虚激发,原子和腔场之间没有信息交换,因此对腔的品质要求大大降低.在目前的腔QED技术条件下,该方案是可以实现的.     

时变源作用下介观ＬＣ电路系统量子态的演化

采用Wei-Norman方法,求出含时变电压源的介观LC电路随时间演化的精确解,应用wigner函数研究了时变电源作用下介观LC电路相干态的量子特性,结果表明wigner函数是一个二维运动的Gauss波包。研究了时变电源在不同频率的正弦信号对系统量子态的影响,结果表明,当所加正弦信号的频率远离共振频率信号时,对介观LC电路没有影响;当所加信号的频率为共振频率时,系统由低能态向高能跃迁,使处于高能态的几率增大;研究了输入电压源为单矩形脉冲的特例。