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量子计算机结构与发展路线分析
1
作者 张雪松 《中国电子科学研究院学报》 北大核心 2023年第2期176-182,共7页
量子计算是先进计算的重要发展方向,也是当今全球科技攻关的热点,但其存在技术路线未收敛,技术能力成熟度低等问题。文中分析了量子计算机发展历程与现状,明确了量子计算机的物理基础、数学基础等工程原理;阐明了非冯·诺依曼体系... 量子计算是先进计算的重要发展方向,也是当今全球科技攻关的热点,但其存在技术路线未收敛,技术能力成熟度低等问题。文中分析了量子计算机发展历程与现状,明确了量子计算机的物理基础、数学基础等工程原理;阐明了非冯·诺依曼体系结构的量子计算机的量子叠加性和存算一体机制,以及存算器、控制器、输入设备、输出设备等四个组成部分;梳理了量子计算机发展路线图的主线、里程碑节点、核心关键环节量子逻辑比特;展望了基于中等规模含噪量子计算机,采用变分量子算法,在量子化学、组合优化等方向可能率先实现商业化应用。 展开更多
关键词 量子计算 全球量子计算机竞赛 量子逻辑比特 量子图灵机 变分量子算法
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基于逻辑量子比特和控制非操作的鲁棒量子对话 被引量：3
2
作者 叶天语 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2015年第3期13-21,共9页
本文利用逻辑量子比特和控制非(Controlled-Not,CNOT)操作提出两个分别抵抗集体退相位噪声和集体旋转噪声的鲁棒量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议.制备方产生逻辑量子比特作为传输态以抵抗集体噪声.另一方借助于CNOT操作知道逻辑量子... 本文利用逻辑量子比特和控制非(Controlled-Not,CNOT)操作提出两个分别抵抗集体退相位噪声和集体旋转噪声的鲁棒量子对话(Quantum Dialogue,QD)协议.制备方产生逻辑量子比特作为传输态以抵抗集体噪声.另一方借助于CNOT操作知道逻辑量子比特的初始制备态,并在制备方发送过来的一个经典信息序列的帮助下解码出制备方的秘密信息.制备方借助于量子安全直接通信读出另一方的秘密信息.这样,信息泄露风险被有效地避免.在所提出的协议中,只有单光子测量被需要用于量子测量.与之前的抗噪声QD协议相比,所提出的协议具有最高的信息论效率.与作者最近设计的需要将两个相邻的逻辑量子比特制备处于相同的量子态的QD协议相比,所提出的协议在实验上更加容易执行,因为它们没有这种特殊的要求. 展开更多
关键词 量子对话 逻辑量子比特 控制非操作 集体退相位噪声 集体旋转噪声 信息泄露
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多逻辑比特表面码结构设计及其逻辑CNOT门实现
3
作者 权东晓 吕晓杰 张雯菲 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期47-59,共13页
量子计算因具有并行处理能力,相比于经典计算有着指数级的加速,但量子系统具有脆弱性,极易受到噪声的影响,量子纠错码是克服量子噪声的有效手段.量子表面码是一种拓扑稳定子码,由于其结构上的最近邻居特点和较高的容错阈值,表面码在大... 量子计算因具有并行处理能力,相比于经典计算有着指数级的加速,但量子系统具有脆弱性,极易受到噪声的影响,量子纠错码是克服量子噪声的有效手段.量子表面码是一种拓扑稳定子码,由于其结构上的最近邻居特点和较高的容错阈值,表面码在大规模容错量子计算方面具有巨大的潜力.目前已有的基于边界的表面码均为编码一个逻辑比特的表面码,本文主要研究基于边界如何实现多逻辑量子比特的编码,包括设计表面码的结构,根据结构找出对应的稳定子和逻辑操作,进一步根据稳定子设计出基于稳定子实现的编码线路;在研究基于测量和纠正的单量子比特间CNOT实现原理和基于融合操作和分割操作的单逻辑量子比特表面码间CNOT门实现原理的基础上,优化了基于融合操作和分割操作的单逻辑量子比特表面码间CNOT门实现方案,将其扩展到所设计的多逻辑量子比特表面码上实现了多逻辑量子比特表面码之间的CNOT操作,并通过仿真验证量子线路的正确性.本文设计的多逻辑比特表面码克服了单比特表面码不能密铺于量子芯片的缺点且提高了某些逻辑操作的长度,提高了容错能力.基于联合测量的思想降低了对辅助比特的要求且减小了实现过程中对量子资源的需求. 展开更多
关键词 量子表面码 多逻辑比特编码 逻辑CNOT门 融合操作 分割操作
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