腔QED中实现控制量子逻辑门的简易方案

受之前有关控制量子门工作的启发,提出了一个在腔QED中实现CNOT门,Toffoli门以及Fredkin门的简易方案。本方案只涉及到原子与腔场之间的大失谐相互作用,腔场处于虚激发,量子信息不会在原子和腔之间传递,因此对腔场的品质因子要求大大降低,在目前的实验技术条件下,该方案是是可行的。     

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。     

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。     

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。     

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.     

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。     

在离子阱中实现量子SWAP门的方案

提出了一个利用处在线性阱中的两个全同的三能级离子与两个不同频率的激光脉冲共振相互作用来实现两比特量子SWAP门的方案,该方案是根据Haffner H.和 Riebe M等人的实验方法与结果选择 离子的 基态的一个塞曼能级作为基态,以亚稳态 的两个塞曼能级作为两个激发态来实现的,选择适当的参数如质心模的频率 ,拉比频率 以及Lamb-Dicke参数 ,计算出实现该方案所用的总时间为 ,该时间远小于亚稳态 的寿命 ,并且在这个方案里消相干是可以被忽略的。在目前的离子阱技术条件下,该方案是可以实现的。     

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。     

实现三比特量子控制相位门的离子阱方案

提出了一个利用离子阱系统实现三比特量子控制相位门的方案。在这个方案里,只需对囚禁离子辅以单比特旋转操作并与激光发生共振相互作用便可实现三比特控制相位门。相比其他文献中控制相位门的实现方案,我们方案的优势在于所用的步骤更为简便易行。另外,此方案不需要任何的测量。     

不同光学腔中远距离原子间量子相位门的实现

提出了一个实现处在不同光学腔中的远距离原子之间的量子受控相位门方案,通过利用光子的稳定性和原子-光子在光学腔中的强耦合作用,从而得到了不同原子间的幺正演化操作。该方案不受腔中光子衰减和原子自发辐射产生的消相干影响, 从而使受控相位门操作具有高保真度。     

通过腔QED实现高效的两原子的受控位相门

量子计算是近年来新出现的计算技术,具有非常好的发展前景.任何量子计算都能够被简化到一个门序列,而量子计算要利用某种物理体系来实现.介绍了一种通过腔QED实现高效的两原子的受控位相门的方案.此方案中,原子跃迁与腔模处于大失谐,因此原子自发辐射的影响得到了极大的抑制,从而提高了成功几率.而保真度取决于α、β、γ、δ几个常数的取值,数值计算结果表明我们的方案具有比较高的保真度,其保真度的平均值F=0.982318.该方案有一定的实验可行性,有望得到实验上的验证.     

激光相干控制与量子计算中的逻辑门

利用激光控制分子内不同振动模态之间能量转移的几率，论证了激光相干控制能够完成某种量子逻辑门（如量子Ｆｒｅｄｋｉｎ门）的功能。     

相位协变量子克隆的腔QED实现方案

提出一种1→2相位协变量子克隆的腔QED实现方案,该克隆过程是基于原子与两个高Q腔场的相互作用来实现的.腔场最初处于真空态.虽然该方案需要实现CNOT操作,但与其它方案相比该方案需要的操作更加简单方便,并且该方案里所使用的基本操作(受控量子门操作和经典场脉冲操作)都已经得到充分的验证.所以我们相信该方案能在实验上实现.     

量子信息中的腔QED方案简介

在量子信息领域,腔量子电动力学(Cavity—QED)方案被认为是最有效的量子信息方案之一。随着技术的发展,越来越多的量子信息处理过程可通过腔-QED方案在实验上实现,例如,纠缠态的制备和量子逻辑门的实现。这里,我们将腔-QED的发展作一综述。腔-QED方案的核心就是腔场和原子的相互作用。根据原子的跃频率和场模频率的关系,我们可以将上述相互作用分为两大类：共振相互作用(原子的跃迁频率等于场模频率)和失谐相互作用(原子的跃迁频率与场模频率的失谐量很大)。从这两不同的方案出发,我们都可以实现;纠缠态的制备、未知量子态的隐形传输和量子逻辑门的构建。但是在共振相互作用中,量子信息处理过程对腔的Q值要求很高,这就使得实验实现很困难。而大失谐相互作用对腔的Q值要求大大降低,使得实验实现成为可能。通过比较,我们认为,大失谐方案为量子信息处理开辟了广阔的前景,使量子网络和量子计算机在不久的将来成为可能。     

在双模腔QED系统中用原子-腔共振相互作用实现三量子比特Toffoli门

提出了一种在腔QED系统中用一个五能级原子通过原子-腔共振相互作用实现三量子比特Toffoli 门的方案。在提出的方案当中,两个量子化的腔模充当控制比特,而原子的两个低能态构成目标比特。数值结果表明,当同时考虑原子高能态的自发辐射和腔模的衰减对量子门的保真度的影响时,腔场的衰减是主要的噪声来源。讨论了原子-光场耦合常数的偏差对三量子比特Toffoli 门保真度的影响以及方案在实验上的可行性。     

腔QED中cluster相干态的产生

提出一个在腔QED中产生cluster-型纠缠相干态的方案.基于三能级A型原子和双模腔场之间的大失谐相互作用,原子的自发辐射可以忽略.此外,腔场的初态是真空态.在这个方案中,对原子进行测量后,能够产生腔场cluster-型纠缠相干态,并讨论了实验的可行性.