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量子点与量子位构造

随着科学技术的发展,特别是量子算法、量子纠错的出现,量子信息和量子计算机成为理论和实验工作者的研究热点。与经典计算机相比,量子计算机具有强大的计算能力,能够完成一些经典计算机无法有效完成的工作。制造实用量子计算机的关键问题是构造量子位以及对量子位进行量子逻辑操作。目前还不能制造出实用的量子计算机,科学家提出很多量子计算机模型,主要分成固体和非固体量子计算机。主要包括离子阱、核磁共振、量子电动力学腔、约瑟夫结和半导体量子点。在这片论文里,我们将讨论利用透镜型量子点构造量子位。首先研究了垂直磁场下透镜型量子点(GaAs/In1-xGaxAs)掺入类氢杂质后基态能和结合能,然后讨论了如何利用量子点中杂质核自旋构造量子位。利用有效质量近似、变分法,研究了垂直磁场下透镜型量子点(GaAs/In1-xGaxAs)掺入类氢杂质后基态能和结合能。我们发现:(1)当球型量子点没有加垂直磁场的时候,基态能仅与杂质的偏离距离有关,当加上垂直磁场后,杂  (本文共53页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国人民解放军国防科学技术大学
中国人民解放军国防科学技术大学

量子计算机体系结构及模拟技术的研究与实现

计算机的发明为人类探索世界提供了有利的支持。随着科学技术的发展,人们对计算机处理信息能力的要求愈来愈高,但是传统的计算机体系结构由于其自身内在的限制显得力不从心。人类在不断提出各种新型体系结构的计算机,以实现更高、更快、更强的追求目标。量子计算机由于利用量子力学系统的本质特性而具有极高的计算性能,是未来计算机发展的一个方向。量子计算的研究主要集中在三个方面:量子计算基础理论研究、量子计算应用研究和量子计算机实现技术研究。做为一种新型信息处理方法,其研究在近几年取得了引人注目的进展。量子算法的研究在1994年后取得了长足的进步,显示量子计算在未来信息处理中的强大能力。量子计算机的实现技术也在不断发展。已经提出了多种量子计算机的物理实现技术,如核磁共振、离子阱等。目前在实验室中已经研制出了7位量子计算机原型系统,量子计算机的可行性问题已经解决。研究量子计算机体系结构,探索如何利用现有的技术来构造高性价比的量子计算机系统具有重要意义。...  (本文共131页) 本文目录 | 阅读全文>>

国防科学技术大学
国防科学技术大学

高维量子位在量子计算中的应用及其物理实现研究

量子计算是量子力学和计算机科学交叉融合的产物,是一门极具发展潜力的新兴交叉学科。由于量子态所特有的相干叠加和纠缠特性,量子计算具有经典计算难以比拟的信息处理能力,比如能够以多项式时间分解大数质因子,搜索无序数据库能够相对经典计算实现平方加速等等。构成量子计算机的基本逻辑单元称为量子位(qubit),量子位是一个两维量子系统,它是经典位(bit)的量子对应物。在经典世界中存在许多稳定的双态物理系统,因此双态的bit是一个自然的选择。然而在量子世界中,物理系统的能级是分立的,可以存在多个稳定的能态,比如原子、离子基态的塞曼分裂子能级。充分利用这些量子态,使用高维量子系统编码量子位也是一种可能的选择,使用高维量子位编码能够带来以下几方面的潜在优势:1.使用相同数量的物理资源能够获得指数增加的Hilbert空间维度。2.简化量子逻辑门构造。3.增强量子通信安全性。4.高维量子纠缠态对局域实在论有更强的违背。本文的中心工作就是研究如何把高...  (本文共155页) 本文目录 | 阅读全文>>

《科学24小时》2016年12期
科学24小时

新型量子位问世

澳大利亚新南威尔士大学的科学家最新开发出一种新的量子位,其量子叠加态稳定性比此前提高了10倍,有助于开发更可靠的硅基量子计...  (本文共1页) 阅读全文>>

《哈尔滨师范大学自然科学学报》2001年04期
哈尔滨师范大学自然科学学报

双轴亚铁磁粒子中的量子位相干涉

本文研究了外磁场沿难磁化轴和中间磁...  (本文共4页) 阅读全文>>

中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)
中国科学院研究生院(武汉物理与数学研究所)

用液体核磁共振实现量子计算

量子计算,是利用相干叠加、干涉、纠缠等量子力学原理,完成一定的计算任务的过程。在此基础上构造的量子计算机,在处理某些问题时比经典计算机更为优越。在实验上实现量子计算,可粗略地划分为三个步骤:初态的制备、计算的执行和结果的读出。但是,这三个步骤需要特定的实验技术来实现,并且它们均无一例外地受到消相干的影响,所以用实际的物理体系来实现量子计算机,是一件有着一定困难的工作。本篇论文主要围绕用液体核磁共振(NMR)技术实现量子计算的新方法开展研究工作,并取得了如下成果:1.利用多量子算符代数方法和控制非(CNOT)门组合法,分别实现了适合于NMR量子计算的2量子位、4量子位的有效纯态;2.设计出了实现任意量子位的Grover算法的NMR脉冲序列,并用2量子位的Grover算法进行了实验演示;3.对原始的Brüschweiler算法做了改进,使有效量子位增加了一位,从而能够在n个量子位的体系中进行n位的搜索,并且用NMR实验实现了3量子位...  (本文共117页) 本文目录 | 阅读全文>>

《大学物理》2019年06期
大学物理

数学量子位与物理量子位的差别

本文讨论了量子位概念的数学定义和物理实现,指出了两者之间的差别.我们发现,量子信息研究中采...  (本文共3页) 阅读全文>>