量子計算的核磁共振實驗實現(xiàn).pdf

1、量子計算研究的根本目標是建造基于量子力學原理，能在許多復(fù)雜計算問題上大大超越經(jīng)典計算機性能的新型計算機。作為經(jīng)典計算方式的繼承，量子計算能有效處理一類計算問題，這些問題在經(jīng)典計算科學中具有相當計算復(fù)雜度甚至無法完成，比如大數(shù)的質(zhì)因數(shù)分解。量子計算機的實驗實現(xiàn)需要對脆弱的量子體系進行初始化，相干控制和操作以及讀。要建立一種能夠滿足各方面要求的量子計算機是非常困難的。相比較而言，核磁共振是當前技術(shù)上最為成熟的量子計算實驗手段。利用成熟的傳統(tǒng)

2、磁共振技術(shù)，人們完成了初態(tài)制備、量子邏輯門操作，實現(xiàn)了12量子比特的相干調(diào)控(迄今最大數(shù)量的量子比特操控)，大景的量子算法也已在低量子位水平上得到了驗證。這些實驗驗證了量子計算的可行性，給予了人們研究最子計算機的極大信心。 在小論文巾，我們利用NMR技術(shù)實驗驗證了一些重要的量子計算問題。主要工作有：實驗實現(xiàn)了態(tài)依賴的量子態(tài)克隆，這在量子通信和量子密碼領(lǐng)域具有重要意義；實驗演示了一個非常實用的量子器件，利用它可以非常方便的測量未知

3、量子態(tài)的信息而不需要進行量子層析；對于一些量子算法比如隨機行走搜索算法我們也給予了實驗驗證，這個算法能達到和Grover算法相同的搜索提速；實現(xiàn)量了計算最關(guān)鍵的一點是要將噪聲壓制在一定的限度內(nèi)，為研究抗噪聲量子計算的實驗實現(xiàn)，我們集中考慮了作為容錯量子計算方案中的重要一員的幾何量子計算，我們在國際上首次測量了混態(tài)幾何相，并利用非傳統(tǒng)的幾何相搭建了高精度的通用量子邏輯門，以及測量了非對角幾何相的性質(zhì)。 固態(tài)NMR構(gòu)建可擴展的量子信