量子计算研究进展.pptVIP

量子信息特点Bit0or1incomputernow**高速计算大容量信息存储、传输必威体育官网网址通信量子态叠加原理量子纠缠性量子态不可克隆定理量子物理原理支配下的信息处理10大数质因子分解**Problem:Givenal-bitintegerN=pxq，tofinditsnontrivialprimefactorspandq？N=?x?Best-knownclassicalAlgorithms:insub-exponentialtime!Shor’salgorithm:Inpolynomialtime!ThepresumeddifficultyofthisproblemisattheheartofcertainalgorithmsincryptographysuchasRSA.2.P.Shor,inProc.35thAnnu.Symp.ontheFoundationsofComputerScience,(IEEEComputerSocietyPress,LosAlamitos,California,1994),p.124-134.1.M.A.NielsenandI.L.Chuang,QuantumComputationandQuantumInformation.CambridgeUniversityPress,Cambridge,2000.Timerequired:Classicalvs.quantumdaysdays19000yearsHalfayearAgeofuniverseThepromiseofQuantumComputationSearchingdatabases1unsortedlistofNentrieshowmanyqueries?1month27minutesFactoringIntegers2N=pqNhasLdigitsgivenN,whatarepandq?19000years42days1000digits**二、磁共振量子计算研究进展

量子计算机的物理实现**[1]DiVincenzoD.P.,Fortschr.Physik,48(9-11),771–783(2000)能够实现一套通用量子逻辑门操作。能够实现对量子比特的测量。量子逻辑门操作。DiVincenzo判据:可扩展的具有良好特性的量子比特系统。能够制备量子比特到某个基准态。能够保持足够长的相干时间来完成各种一台量子计算机最基本要求(1)能长期保持相干性—与外界很好隔离的封闭量子系统(2)外界能够精确地控制其演化并读出结果—与外界有良好的耦合这两个要求互相矛盾。因此选择什么样的物理体系来制作量子计算机要兼顾两者的要求。实验物理体系一些物理体系的比较相对于经典计算机利用了电子的电荷特性，在量子计算的研究中，利用电子的自旋特性，结合电子自旋操作迅速和核自旋相干时间长的特点，开展磁共振量子计算是量子计算机研究重要发展方向之一。系统相干时间/秒操作时间/秒最大运算次数目前进展/比特数电子自旋10-６－10-３10-９－10-６1032核自旋10-３－10０10-６－10-３10312离子阱10-110-1410138（3）量子点10-610-91032光学腔10-510-141092微波共振腔10010-41042一些物理体系的比较**Benchmarkingvalues:approximateerrorratesforsingleormulti-qubitgates.核自旋量子位**B0Spinparticleinmagneticfield:|0?|1?[1]Gershenfeld,N.etal.,Science,275,350–356(1997)[2]CoryD.etal.,Proc.Natl.Acad.Sci.,94,1634–1639(1997)实验原理：仪器**控制：射频磁场+核之间的相互作用NMR量子计算机实验平台2.1