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几何量子计算和量子信息传输问题的研究

量子计算和量子信息是量子力学,计算机科学和信息科学的交叉学科。近二十年来,它一直是物理学和信息科学领域中人们集中关注的焦点。一方面,量子逻辑门的实现和控制因其在量子计算中的重要性而备受人们所重视。如何实现量子计算,方案并不少,问题是在实验上实现对微观量子态的控制和操纵确是太困难了。目前已经提出的方案主要利用了原子和光腔相互作用、冷阱束缚离子、电子或核自旋共振、量子点操纵、超导量子干涉等。现在还很难说哪一种方案更有前景,不过量子点方案和超导约瑟夫森结方案比较适合集成化和小型化,本文正是考虑到这一点,才试探性地提出了几何量子计算方案。另一方面,量子隐态传输的神奇性质、量子信源可接收信息(accessible information)在量子信息通信方面具有非常重要作用并为量子密钥分发的安全性证明提供了强有力的工具和手段,因此,加强这方面的研究对量子信息的发展具有重要的现实意义和实用价值。实际上,我们在本文中就上述两方面的问题作了一些探  (本文共142页) 本文目录 | 阅读全文>>

《物理》1980年40期
物理

量子信息讲座 第二讲 量子态的操纵和制备

量子信息讲座第二讲量子态的操纵和制备郑仕标郭光灿(中国科学技术大学物理系,合肥230026)摘要介绍了操纵和制备光场、原子、囚禁离子各种量子态的基本方法和意义,并简要综述了这方面的进展情况.在量子信息科学中,量子态是信息的载体,量子态的操纵实质上是量子信息的操纵,因而它对于各种量子信息系统的实现有着极为重要的意义.关键词量子态,量子信息,量子纠缠MANIPULATIONANDPREPARATIONOFQUANTUMSTATESZhengShibiaoGuoGuangcan(DepartmentofPhysics,UniversityScienceandTechnologyofChina,Hefei230026)AbstractThefundamentalprincipleandimportanceofmanipulatingandgeneratingvariousquantumstatesoflightfields,atoms...  (本文共4页) 阅读全文>>

权威出处: 《物理》1980年40期
《北京大学学报(自然科学版)》2003年01期
北京大学学报(自然科学版)

量子信息的几率删除

0 引 言量子体系具有多种独特的非经典特性 ,其一是未知的量子态不可克隆[1~ 3] ,其二是多粒子体系纠缠态所呈现出的非定域性。这些重要的非经典特性都源于量子力学中的量子态叠加原理和量子态的统计诠释。约 2 0年前 ,Wootters和Zurek基于态叠加原理指出 :一个未知的量子态是不能被克隆的[1] 。随后 ,Yuen等[2 ,3] 发现 :只有当两个量子态正交时 ,它们才可能被同一个幺正物理过程所克隆。在后来的量子信息理论发展过程中 ,量子不可克隆定理得到了广泛应用[4~ 6] 。例如 ,在Bennett等的量子远程传态方案中[5,6] ,给出了远程传递量子信息的一个可靠方案。事实上 ,在该方案中只是实现了量子态的转移 (swapping) ,在过程终了时 ,信息发送者手中的待传递的量子态已被破坏 ,所以并不违反量子不可克隆定理。最近 ,Pati和Braunstein[7~ 9] 讨论了看似与量子克隆相反的过程 ,即量子...  (本文共7页) 阅读全文>>

《科学新闻》2000年50期
科学新闻

量子信息引论

一、引言二、量子纠缠下转换过程研制成功脉冲和连续的光子纠缠态,并演示其双光子干涉。 费曼指出:量子力学的精妙之处在于引人几率幅(即量子态)。量子信息正是采用这个奇妙的量子态作为信息单元,故其信息功能能突破现有经典信息系统的极限,量子计算机可攻破现有的密码体系,量子密码能提供绝对保密通信系统,量子因特网可构造性能独特的新型通信网络。正如B。二t等指出,从经典信息到量子信息的推广.就像从实数到复数的推广一样。量子信宙、的基体是经典信息和量子纠缠,两者具有截然不同的特性:经典信息可以克隆,但只能沿着时间箭头方向传播,而量子纠缠不可克隆,但却能把时空中的任意两点联系起来。量子信息除研究诸如计算、传输等传统内容之外,还萌生出如量子对策、量子通信复杂性等新的课题。 由A和B构成的复合系统,若其量子态不能表示成为子系统态的直积则称为纠缠态。BeU态是两态的两粒子系统的最大纠缠态,每个B斑态携带非局域编制的两比特信息,即宇称比特和相位比特。对单...  (本文共2页) 阅读全文>>

《科技导报》2003年06期
科技导报

量子信息论及其哲学思考

量子信息论是经典信息论与量子力学相结合的新兴交叉学科 ,它是一门用量子力学的世界观来重新构建信息理论的科学。如今 ,量子信息论已经成为一门独立的学科 ,并且在许多方面已显示了它超越经典信息论的地方。这一点可以体现在量子信息领域的两位权威Bennett和DiVincenzo最近在《自然》杂志上对量子信息所做的总结性评价上 :从经典信息到量子信息的推广 ,就像从实数到复数的推广一样。[1]一、量子信息的实质与表征经典信息是以比特作为信息单元。从物理角度讲 ,比特是两态系统 ,它可以制备为两个可识别状态中的一个 ,如是或非、真或假、0或1。在传统计算机中电容器平板之间的电压可表示信息比特 ,有电荷代表1 ,无电荷代表0。量子信息论中量子信息的基本单元是比特的量子推广———量子位(qubit) ,或称为量子比特。直观地讲 ,一个简单的量子比特是一个双态系统 ,如半自旋或两能级原子 :自旋向上代表0 ,自旋向下代表1 ;或基态代表0 ,激...  (本文共4页) 阅读全文>>

《学术动态》2014年04期
学术动态

可编程量子态分辨及其与量子态比较的关系

量子信息科学的主要目标是利用量子力学的基本原理来实现和完成某些信息处理任务,是涉及物理、数学、计算机、通讯、工程和材料等多门学科的新兴交叉学科领域。近年来,量子信息和量子计算得到了广泛的关注和研究,世界各地都成立了研究量子信息和量子计算的课题组。2012年诺贝尔物理学奖更是颁发给了从事量子物理实验的科学家——法国高等师范学校的阿罗什(S.Haroche)和美国国家标准局的瓦恩兰(D.J.Wineland)。我国也将量子信息和量子通信列入《国家中长期科学和技术发展规划刚要(2006—2020)》四大重大科学计划之一。量子态分辨研究的是如何去确定从一组可能的量子态中取出的一个量子态,是量子信息提取的根本。在经典信息论和经典计算中,由于经典信息是可以克隆的,使得分辨是一个平庸的问题,但是在量子力学中,由于存在量子不可克隆定理,量子态分辨不是一个简单地就能说清楚的问题。例如,当给出的一组量子态不是正交的时候,它们是不能被精确的区分的。因...  (本文共2页) 阅读全文>>