基于无消相干子空间绝热几何量子计算方案的研究

《基于无消相干子空间绝热几何量子计算方案的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：__O413UDC：___530___学号：14110822161密级：___公开__温州大学硕士学位论文题目：基于无消相干子空间绝热几何量子计算的研究作者姓名：李兵培养类型：非定向研究生专业名称：理论物理研究方向：量子信息和量子调控指导教师：郑亦庄（教授）完成日期：2018-03-28温州大学学位委员会温州大学学位论文独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得温州大学

2、或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。论文作者签名：日期：年月日温州大学学位论文使用授权声明本人完全了解温州大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权温州大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本人在导师指导下完成的论文成果，知识产权归属温州大学。保密论文在解密后遵守此规定。论文作者

3、签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日基于无消相干子空间绝热几何量子计算方案的研究摘要量子比特具有和经典比特完全不同的态叠加性质，所以，量子计算机拥有大规模并行运算的能力，在解决某些特定问题时，比如，大数质因子分解等，量子计算机具有巨大的优势。所以，量子计算是为当前研究热点之一。为了保证量子计算的过程中，信息不会耗散，量子物理系统的编码态的演化必须是幺正演化。孤立系统中的量子态的演化具有幺正性，但是，实际过程中，量子系统会无可避免的和环境发生相互作用，此时，编码态的幺正演化会被破坏，量子态上携带的信息会发生耗散，这个过程被称为消

4、相干过程。量子系统的消相干效应是实现量子计算的最大障碍。仿照经典计算机的做法，为了保持编码态的相干性，科学家引入了量子纠错码。但是，量子纠错码会引入冗余，编码态的演化变得更加复杂，间接增加了出错的机会。所以，量子系统本身应该具有一定的容错能力，这也是本文的着力点所在。本文研究的主要内容可以概括如下：⑴本文详细介绍了Berry相的性质。Berry相的大小完全决定于闭合路径所围曲面的几何性质，与量子态演化的快慢无关。所以，几何量子计算对环境的某些无规则的涨落并不敏感，具有一定的内在容错性。然后介绍了无消相干子空间的性质以及存在无消相干

5、子空间的量I子物理系统的特征。1⑵本文选择自旋为的电子在外磁场中运动这一NMR系统。在42量子位的系统中找到一个二维无消相干子空间，且在这个空间中，构造了几何量子比特，并且通过施加脉冲磁场完成了量子一位门操作，从理论上最大可能的规避了量子态的退相干效应。关键词：无消相干子空间，Berry相位，量子计算，量子比特THERESEARCHOFTHEGEOMETRICQUANTUMCOMPUTINGSCHEMEBASEDONDECOHERENCEFREESUBSPACEABSTRACTThequantumcomputerhastheabi

6、litytomassivelyparallelcomputing,forthesakeofthatthequantumbitwiththesuperpositionstate.Comparedwiththeclassicalcomputer,thequantumcomputerhasahugeadvantagefacedwithsomespecificproblemswhichincludetheproblemofthefactorizationoflargenumber.Therefore,quantumcomputationi

7、soneofthehotspots.Inordertoensurethantheinformationinthequantumcomputationremainthesame,theevolutionofthecodingstateofthequantumphysicalsystemmustbeunitaryevolution.Theevolutionofthequantumstateofanisolatedsystemisunitary.Inthefact,thequantumsystemwillinevitablyintera

8、ctwiththeenvironment,so,theunitaryevolutionoftheencodingmodewillbedestroyedandtheinformationonthequantumstatewillchange.thep