对簇态量子计算中线性光学量子融合门的研究

• 作 者: 李静
• 机 构: 华南师范大学
• 出 处: 华南师范大学
• 发表日期: 2009年期
• 关键词: 量子信息学 纠缠态 簇态 融合门 量子计算

当今社会已经进入了信息时代，随着信息科学的发展传统的信息系统受到了极大的挑战，量子信息学应运而生。量子信息学主要包括量子通信和量子计算两个方面，量子信息具有的独特的信息功能在提高运算速度、确保运算安全性、增大信息容量和提高检测精度等方面存在巨大的应用价值。纠缠态作为一种独特的量子信息载体在量子通信和量子计算中起着举足轻重的作用，近几年来一种新的多体纠缠态，簇态的发现对量子信息处理的研究起到了极大的促进作用。簇态可以在量子信息处理中作为一种基本的物理基质进行通用的量子计算，从而实现对信息的传输、处理、读取过程。这样一来如何制备我们所需要的理想的簇态成了首要的任务，许多学者在光学晶格、量子点、线性光学、腔量子电动力学等领域中作了相关的研究，其中，Browne D E等人提出了一种有效的利用线性光学元件以Bell态为基本单元对簇态进行扩展的方案，该方案利用Ⅰ类和Ⅱ类线性光学量子融合门对簇态进行扩展。本文对两类线性光学量子融合门进行了深入的研究和分析，并且提出了有效的改进方案。主要内容包括：
(1)第一章是绪论部分，简单介绍了本论文的研究背景。
(2)第二章主要回顾了量子纠缠和量子计算方面的知识。包括量子比特、纠缠态以及量子逻辑门、量子计算、量子算法等几个方面的内容。
(3)第三章系统分析了簇态的基本构成和纠缠特性，研究了在簇态上对任意量子回路的模拟过程，总结了簇态实现通用量子计算的功能。
(4)第四章研究线性光学量子融合门并分析其应用价值，给出了我们的简化方案，减少了线性光学元件，精简了计算步骤。
(5)第五章，总结与展望。