本文主要研究内容
作者周嘉琦（2019）在《电路QED中量子随机行走的实现》一文中研究指出：Deutsch于1985年提出量子计算机的概念,这使得量子信息处理成为一门新兴的学科。由于量子计算机的信息处理远远优于经典计算机的信息处理,各个领域――不只是物理学――的研究人员纷纷投入到该领域的研究中,这也使得量子信息处理在提出到现在不到三十多年的时间里有了飞速的发展。电路量子电动力学系统(电路QED)由超导量子比特和微波谐振腔组成,它是能够展现出量子行为的宏观系统。相比于其他量子系统,它们有易于集成、容易调控等优点,超导量子比特的相干时间在近几年来也有了很大的提高,这使得我们能够利用它来实现更为复杂的量子算法和量子模拟。电路QED系统被认为是能够实现通用量子计算机的量子系统之一。量子行走是经典随机行走的量子扩展,在量子计算、量子算法等量子信息处理领域有着重要的应用。基于量子行走的算法,相较于经典算法有很大程度的加速。除了在量子信息处理方面的重要作用,量子行走还能够模拟许多复杂系统的动力学过程,如光合作用、量子扩散、电击穿等现象。在过去的研究中,量子行走已经在许多物理系统中实现。在此论文中,我们将基于电路QED系统提出一个有效的方案,实现一维离散时间量子行走。行走步数达到N步,我们只需要N+1个qutrit和N和辅助谐振腔,大大节省了所需的资源。同时,我们使用了共振的方法,这使得所需的操作时间很短。最后,我们基于现在电路QED技术的发展对该方案进行了数值模拟,行走步数达到20步时,实验模拟结果与理论仍能保持较高相似度(保真度～0.95)。这为实验上实现较大步数的量子行走提供了有效的实现方案,有助于实验上对量子行走更深入的研究,进一步促进量子模拟和量子计算的发展。本篇论文分为以下几个章节。第一章简单介绍了量子信息发展概况;第二章主要介绍了电路QED系统基础知识――超导量子比特、超导谐振腔,以及两个基本模型,拉比模型和JC模型,是第四章方案的基础;第三章主要介绍了量子行走的概念及应用;第四章主要介绍了量子行走在电路QED系统中的实现方案以及方案的实验可行性分析;第五章对整篇论文做了总结与展望。
Abstract
Deutschyu 1985nian di chu liang zi ji suan ji de gai nian ,zhe shi de liang zi xin xi chu li cheng wei yi men xin xing de xue ke 。you yu liang zi ji suan ji de xin xi chu li yuan yuan you yu jing dian ji suan ji de xin xi chu li ,ge ge ling yu ――bu zhi shi wu li xue ――de yan jiu ren yuan fen fen tou ru dao gai ling yu de yan jiu zhong ,zhe ye shi de liang zi xin xi chu li zai di chu dao xian zai bu dao san shi duo nian de shi jian li you le fei su de fa zhan 。dian lu liang zi dian dong li xue ji tong (dian lu QED)you chao dao liang zi bi te he wei bo xie zhen qiang zu cheng ,ta shi neng gou zhan xian chu liang zi hang wei de hong guan ji tong 。xiang bi yu ji ta liang zi ji tong ,ta men you yi yu ji cheng 、rong yi diao kong deng you dian ,chao dao liang zi bi te de xiang gan shi jian zai jin ji nian lai ye you le hen da de di gao ,zhe shi de wo men neng gou li yong ta lai shi xian geng wei fu za de liang zi suan fa he liang zi mo ni 。dian lu QEDji tong bei ren wei shi neng gou shi xian tong yong liang zi ji suan ji de liang zi ji tong zhi yi 。liang zi hang zou shi jing dian sui ji hang zou de liang zi kuo zhan ,zai liang zi ji suan 、liang zi suan fa deng liang zi xin xi chu li ling yu you zhao chong yao de ying yong 。ji yu liang zi hang zou de suan fa ,xiang jiao yu jing dian suan fa you hen da cheng du de jia su 。chu le zai liang zi xin xi chu li fang mian de chong yao zuo yong ,liang zi hang zou hai neng gou mo ni hu duo fu za ji tong de dong li xue guo cheng ,ru guang ge zuo yong 、liang zi kuo san 、dian ji chuan deng xian xiang 。zai guo qu de yan jiu zhong ,liang zi hang zou yi jing zai hu duo wu li ji tong zhong shi xian 。zai ci lun wen zhong ,wo men jiang ji yu dian lu QEDji tong di chu yi ge you xiao de fang an ,shi xian yi wei li san shi jian liang zi hang zou 。hang zou bu shu da dao Nbu ,wo men zhi xu yao N+1ge qutrithe Nhe fu zhu xie zhen qiang ,da da jie sheng le suo xu de zi yuan 。tong shi ,wo men shi yong le gong zhen de fang fa ,zhe shi de suo xu de cao zuo shi jian hen duan 。zui hou ,wo men ji yu xian zai dian lu QEDji shu de fa zhan dui gai fang an jin hang le shu zhi mo ni ,hang zou bu shu da dao 20bu shi ,shi yan mo ni jie guo yu li lun reng neng bao chi jiao gao xiang shi du (bao zhen du ～0.95)。zhe wei shi yan shang shi xian jiao da bu shu de liang zi hang zou di gong le you xiao de shi xian fang an ,you zhu yu shi yan shang dui liang zi hang zou geng shen ru de yan jiu ,jin yi bu cu jin liang zi mo ni he liang zi ji suan de fa zhan 。ben pian lun wen fen wei yi xia ji ge zhang jie 。di yi zhang jian chan jie shao le liang zi xin xi fa zhan gai kuang ;di er zhang zhu yao jie shao le dian lu QEDji tong ji chu zhi shi ――chao dao liang zi bi te 、chao dao xie zhen qiang ,yi ji liang ge ji ben mo xing ,la bi mo xing he JCmo xing ,shi di si zhang fang an de ji chu ;di san zhang zhu yao jie shao le liang zi hang zou de gai nian ji ying yong ;di si zhang zhu yao jie shao le liang zi hang zou zai dian lu QEDji tong zhong de shi xian fang an yi ji fang an de shi yan ke hang xing fen xi ;di wu zhang dui zheng pian lun wen zuo le zong jie yu zhan wang 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自杭州师范大学的周嘉琦，发表于刊物杭州师范大学2019-10-16论文，是一篇关于量子行走论文,离散时间量子行走论文,电路论文,超导量子比特论文,谐振腔论文,杭州师范大学2019-10-16论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自杭州师范大学2019-10-16论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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