絕熱過(guò)程實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算.pdf

1、量子態(tài)操作是量子物理重要研究問(wèn)題。目前，理論和實(shí)驗(yàn)上有許多工作研究量子態(tài)的實(shí)現(xiàn)，如Bell態(tài)，GHZ態(tài)，cluster態(tài)等等。這些量子態(tài)之所以重要，一方面可以用它們來(lái)驗(yàn)證物理學(xué)的一些現(xiàn)象。比如，用Bell態(tài)可以驗(yàn)證Bell不等式，從而驗(yàn)證量子的非局域關(guān)聯(lián)特性。另一方面，量子態(tài)的制備是實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算的基本條件，如要實(shí)現(xiàn)單向量子計(jì)算就必須制備高糾纏的cluster態(tài)。量子計(jì)算過(guò)程實(shí)際上就是如何控制量子態(tài)及其演化。那么，有效的制備量子態(tài)就成了從

2、事量子計(jì)算研究者需要考慮的重要問(wèn)題。
　　目前實(shí)驗(yàn)上所采用的量子態(tài)操作方法主要是基于拉比振蕩模型。通過(guò)精確的控制脈沖作用時(shí)間，制備想要的量子態(tài)。但這種方案因?yàn)閷?duì)實(shí)驗(yàn)精度要求高，在實(shí)際的過(guò)程中很難避免操作上的誤差。另外，環(huán)境的影響也是降低量子態(tài)操作效率的一方面因素。為此，我們嘗試實(shí)現(xiàn)一種對(duì)脈沖操作時(shí)間不敏感的方案。在我們的方案中，要施加額外的一個(gè)斯塔克啁啾場(chǎng)，對(duì)能級(jí)產(chǎn)生擾動(dòng)。通過(guò)相對(duì)的控制斯塔克場(chǎng)和泵浦場(chǎng)，就可以實(shí)現(xiàn)絕熱過(guò)程，很好的

3、完成單比特操作。當(dāng)然，我們這種方案不僅僅可以實(shí)現(xiàn)單比特量子態(tài)，還可以用來(lái)構(gòu)造兩比特量子邏輯門(mén)。通過(guò)以上的兩種邏輯操作就可以實(shí)現(xiàn)可擴(kuò)展的量子計(jì)算。為了驗(yàn)證我們方案的可行性，在超導(dǎo)量子電路中，我們采用了實(shí)驗(yàn)參數(shù)用數(shù)值方法模擬出了量子邏輯門(mén)操作。這表明，我們的方案在理論上是可行的。
　　我們這個(gè)方案還有一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是對(duì)環(huán)境的微擾不敏感。實(shí)驗(yàn)操作中，認(rèn)為能級(jí)是確定的，通過(guò)施加相應(yīng)頻率的脈沖可以實(shí)現(xiàn)量子態(tài)的翻轉(zhuǎn)?？墒鞘聦?shí)是，量子系統(tǒng)往往要受到