基于測(cè)量的量子計(jì)算——如何實(shí)現(xiàn)通用的量子門(mén)集.pdf

1、量子計(jì)算與量子信息是量子力學(xué)與計(jì)算機(jī)理論相結(jié)合而產(chǎn)生的一門(mén)新型交叉學(xué)科。在量子信息論中已經(jīng)存在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的量子計(jì)算模型——量子線路，并且已經(jīng)證明了這個(gè)模型利用單量子比特門(mén)和一個(gè)受控非門(mén)可以進(jìn)行通用的計(jì)算。本文論述兩種基于測(cè)量的量子計(jì)算模型——維量子計(jì)算模型（One way quantum computation，簡(jiǎn)稱(chēng)1WQC），量子隱形傳態(tài)計(jì)算模型（Teleportation quantum computation，簡(jiǎn)稱(chēng)TQC）。1WQC

2、模型通過(guò)在一個(gè)簇態(tài)上作用一系列一個(gè)量子位的測(cè)量進(jìn)行計(jì)算，而TQC模型利用隱形傳態(tài)門(mén)的思想通過(guò)作用一系列旋轉(zhuǎn)Bell測(cè)量進(jìn)行計(jì)算。并且論述了這兩個(gè)模型也可以進(jìn)行通用的量子計(jì)算和這兩個(gè)模型間的兩個(gè)聯(lián)系。 本文通過(guò)對(duì)基于測(cè)量的量子計(jì)算模型進(jìn)行研究，在部分總結(jié)前人研究成果的基礎(chǔ)上主要做了如下工作：1）將1WQC模型實(shí)現(xiàn)的單個(gè)單量子比特門(mén)推廣到連續(xù)作用一系列的單量子比特門(mén)的情況，在一個(gè)4n+1個(gè)量子位組成的簇態(tài)上通過(guò)4n次單量子位的測(cè)量可

3、以連續(xù)實(shí)現(xiàn)n個(gè)量子門(mén)Ui（1≤i≤n）；2）考慮到在TQC模型中旋轉(zhuǎn)Bell態(tài)需要作用一個(gè)單量子比特門(mén)，根據(jù)U=Rx（α）Rz（β）Rx（η）重復(fù)三次旋轉(zhuǎn)Bell態(tài)｜β（±Uk）ij）測(cè)量實(shí)現(xiàn)一個(gè)單量子比特門(mén)，其中量子門(mén)Uk表示在第k次旋轉(zhuǎn)測(cè)量時(shí)所需要的旋轉(zhuǎn)算子，而Uk前面的符號(hào)由前面的測(cè)量結(jié)果決定；3）將TQC和1WQC模型連接起來(lái)形成一個(gè)新的模型，將1WQC實(shí)現(xiàn)的量子門(mén)直接作用在Bell態(tài)上得到旋轉(zhuǎn)Bell態(tài)，再利用得到的旋轉(zhuǎn)Bel