量子計(jì)算的核磁共振實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn).pdf

1、量子計(jì)算研究的根本目標(biāo)是建造基于量子力學(xué)原理，能在許多復(fù)雜計(jì)算問題上大大超越經(jīng)典計(jì)算機(jī)性能的新型計(jì)算機(jī)。作為經(jīng)典計(jì)算方式的繼承，量子計(jì)算能有效處理一類計(jì)算問題，這些問題在經(jīng)典計(jì)算科學(xué)中具有相當(dāng)計(jì)算復(fù)雜度甚至無法完成，比如大數(shù)的質(zhì)因數(shù)分解。量子計(jì)算機(jī)的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)需要對(duì)脆弱的量子體系進(jìn)行初始化，相干控制和操作以及讀。要建立一種能夠滿足各方面要求的量子計(jì)算機(jī)是非常困難的。相比較而言，核磁共振是當(dāng)前技術(shù)上最為成熟的量子計(jì)算實(shí)驗(yàn)手段。利用成熟的傳統(tǒng)

2、磁共振技術(shù)，人們完成了初態(tài)制備、量子邏輯門操作，實(shí)現(xiàn)了12量子比特的相干調(diào)控(迄今最大數(shù)量的量子比特操控)，大景的量子算法也已在低量子位水平上得到了驗(yàn)證。這些實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了量子計(jì)算的可行性，給予了人們研究最子計(jì)算機(jī)的極大信心。 在小論文巾，我們利用NMR技術(shù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了一些重要的量子計(jì)算問題。主要工作有：實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了態(tài)依賴的量子態(tài)克隆，這在量子通信和量子密碼領(lǐng)域具有重要意義；實(shí)驗(yàn)演示了一個(gè)非常實(shí)用的量子器件，利用它可以非常方便的測(cè)量未知

3、量子態(tài)的信息而不需要進(jìn)行量子層析；對(duì)于一些量子算法比如隨機(jī)行走搜索算法我們也給予了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，這個(gè)算法能達(dá)到和Grover算法相同的搜索提速；實(shí)現(xiàn)量了計(jì)算最關(guān)鍵的一點(diǎn)是要將噪聲壓制在一定的限度內(nèi)，為研究抗噪聲量子計(jì)算的實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)，我們集中考慮了作為容錯(cuò)量子計(jì)算方案中的重要一員的幾何量子計(jì)算，我們?cè)趪?guó)際上首次測(cè)量了混態(tài)幾何相，并利用非傳統(tǒng)的幾何相搭建了高精度的通用量子邏輯門，以及測(cè)量了非對(duì)角幾何相的性質(zhì)。 固態(tài)NMR構(gòu)建可擴(kuò)展的量子信