无旋波近似下的二能级开放系统非马尔科夫动力学(英文)

在无旋波近似下,研究了一个二能级系统与零温结构库的相互作用.当系统与环境为弱耦合时,推导出描述系统状态演化的主方程.解析与数值结果均表明,反旋转波项对系统的非马可夫动力学起着重要作用.同时也分析了最近提出的两种非马可夫度量之间的差别.     

非绝热和乐量子计算新进展

量子计算是基于量子力学规律调控量子信息单元进行计算的一种新型计算模型.众所周知,对噪声不敏感的高保真度量子逻辑门是实现大规模量子计算的关键.几何量子计算是利用几何相位来实现量子逻辑门操作的量子计算策略,其特点是利用几何相位的整体性质避免某些局域噪声对量子操作的影响,从而实现高保真度的量子逻辑门.因此,基于几何相位的量子操控是量子信息处理领域中非常重要的研究课题.该文以基于非阿贝尔几何相位的和乐量子计算为例,介绍非绝热和乐量子计算方案的新进展.     

基于固态自旋体系的高保真度量子逻辑门的实验研究

量子计算利用量子力学的原理,能够有效处理很多经典计算难以解决的问题,比如大数因子分解.在实现量子信息处理和控制的过程中量子系统总是会受到退相干的影响,这种退相干是由量子系统与外界环境的相互作用造成的.因此实现可以抑制退相干的高保真度量子逻辑门在量子计算研究中具有重要意义.本文首先介绍了实现量子计算对物理系统的要求,然后基于金刚石NV色心体系,讨论实现了动力学纠错门、高保真度的普适量子逻辑门以及时间最优的普适量子逻辑门的几个实验工作,最后给出总结.     

量子与门的实现

在定义了量子逻辑与门之后,利用在博弈游戏中量子策略比经典策略更具优越性这一特点,从理论上提出了一套实现量子与门的新方案:把量子逻辑与门的操作用两个可分辨的量子硬币来实现.     

基于ISWAP逻辑门的量子计算和纠缠态制备

研究在多体系统中实现普适量子逻辑门以及制备量子纠缠态,从实验中最为常用的相互作用出发,通过控制两比特之间的耦合,直接构建ISAWP逻辑门,基于这个基本的逻辑操作,可以实现量子计算中最为普适的两比特逻辑门,同时还利用这种相互作用制备了多比特的W态和Cluster态.     

一位量子逻辑门的物理实现

作者研究了自旋为1／2的粒子在随时间变化的磁场中的运动情况．该系统哈密顿量具有SU(2)代数结构．用代数动力学方法对此系统进行求解,得到了严格的解析解．基于严格解,就可构造一位量子逻辑门．通过调节磁场强度和频率,可以控制该量子逻辑门,实现一位量子逻辑门的任何操作．     

旋转单晶体系下的量子门的实现（英文）

在魔角旋转的固体核磁共振体系中,实现了量子逻辑门.首先,利用魔角旋转去除掉样品中核间的耦合.然后,利用特殊的恢复耦合序列或者条件恢复实现量子门需要的耦合.此方法相比液体中实现量子门有较简单的序列,因为其不需要复杂的去耦序列,另外构成量子门的序列的时间也较短.最后,模拟了一系列量子门,模拟结果与理论预期一样.     

利用耦合超导量子比特实现受控U门

运用两量子比特非局域操作的几何表示理论,提出了利用射频脉冲作用下的耦合超导量子比特构建受控逻辑门(受控U门)的一个理论方案,并进一步推导出在电容耦合和自感耦合系统中构建受控U门时,其哈密顿量中的拉比频率所需要满足的条件.最后通过两量子比特控制相位门的实现说明该方案的可行性.     

用微波-超导量子比特系统实现一位通用量子逻辑门

该文研究了二能级射频超导量子干涉仪量子比特与经典微波脉冲的相互作用.研究结果表明,当微波场的角频率接近于系统二能级|0〉|1〉跃迁频率时,即ω1-ω0≈ωm,可以得到一位通用量子逻辑门.通过调节控制微波场的角频率ωm,幅度Vm和脉冲作用时间t,可以得到不同的一位量子逻辑门.     

线性图态的量子测量与量子门操作的等价性

图态是量子通信和量子计算的重要资源,是一类可以用图形表示的量子纠缠态.针对线性图态,首先,研究二量子比特和三量子比特的线性图态,将它们的量子比特在各自的测量基下展开后发现,对线性图态中量子比特的测量,等价于对其末端的量子比特进行了量子门操作;并且发现,所等效的门操作与测量基的选取有关.于是,通过变换表达式,将等价关系在...     

基于DNA链置换反应的编码器逻辑运算模型研究

作为自组装DNA计算领域中一门新技术,DNA链置换反应在分子计算领域得到了广泛的应用.基于自组装DNA计算原理,设计了对应不同逻辑门的DNA分子电路.基于DNA链置换反应机理构建了编码器逻辑电路的分子计算模型.当输入DNA分子信号链时,将不同分子浓度比的DNA分子逻辑门电路混合,借助分子间的特异性杂交反应及分子间链置换反应,最终可输出信号链分子.Visual DSD仿真结果表明了本文设计的编码器逻辑计算模型的可行性与准确性.为拓展分子逻辑电路的应用做出有益的探索.     

基于Riboswitch的细胞与门构建

利用Riboswitch调控原理, 在大肠杆菌BL21(DE3)菌株中构建一个细胞与门。该与门以实验室常见的阿拉伯糖和异丙基-β-D-硫代吡喃半乳糖苷(IPTG)为输入信号, 黄色荧光蛋白YFP为输出信号, 流式细胞仪检测结果显示该细胞与门成功地实现与逻辑运算。该与门利用大肠杆菌BL21(DE3)菌株的特性, 减少了基因线路的负载。此外, 该与门还具有可复用的特点。     

Demonstration of conditional gate operation using superconducting charge qubits

Following the demonstration of coherent control of the quantum state of a superconducting charge qubit, a variety of qubits based on Josephson junctions have been implemented. Although such solid-state devices are not currently as advanced as microscopic qubits based on nuclear magnetic resonance and ion trap technologies, the potential scalability of the former systems--together with progress in their coherence times and read-out schemes--makes them strong candidates for the building block of a quantum computer. Recently, coherent oscillations and microwave spectroscopy of capacitively coupled superconducting qubits have been reported; the next challenging step towards quantum computation is the realization of logic gates. Here we demonstrate conditional gate operation using a pair of coupled superconducting charge qubits. Using a pulse technique, we prepare different input states and show that their amplitude can be transformed by controlled-NOT (C-NOT) gate operation, although the phase evolution during the gate operation remains to be clarified.     

量子逻辑门及其研究进展

量子信息代表了当代量子物理学的最新进展,代表着信息时代最具有潜力的发展方向,量子逻辑门是实现量子计算的最基本的逻辑单元。文章介绍量子信息技术中量子逻辑门的基本特点、方法以及实现量子门的物理实验进展。     

量子逻辑门及其研究进展

量子信息代表了当代量子物理学的最新进展,代表着信息时代最具有潜力的发展方向,量子逻辑门是实现量子计算的最基本的逻辑单元。文章介绍量子信息技术中量子逻辑门的基本特点、方法以及实现量子门的物理实验进展。     

基于数据选择器输出函数关系的逻辑电路设计

为完善用数据选择器进行组合逻辑电路设计的方法, 分析了数据选择器输出函数的与或形式逻辑表达式, 发现利用输出原函数、输出反函数互为反函数的关系, 对于某些逻辑问题的设计可使数据选择器的数据输入端有变量接入时都为原变量, 而不需要附加非门对反变量进行取非运算, 简化了电路结构。     

FPGA组合逻辑程序的Petri网建模方法

针对现场可编程门阵列(FPGA)组合逻辑程序,提出其普通Petri网建模方法.首先,将状态变量描述为库所对,程序中的逻辑运算描述为变迁,从而将系统程序转换为一个普通Petri网结构;然后,根据Petri网的动态分析性能,给出系统状态可达图的计算方法,实现了状态可达图等价描述FPGA组合逻辑系统运行过程.研究结果表明:该Petri网能够准确地描述变量间的逻辑关系,提出的方法可以为FPGA组合逻辑程序的形式化设计和验证提供建模依据.     

基于FPGA远程遥控系统信号转换设计

远程遥控系统是工业控制常用的自动化平台,采用先进科学技术成果作为主控指导理论,实现了远程控制技术的最优化发展。现场可编程门阵列(FPGA)技术是远程控制系统比较常用的技术之一,利用可编程控制器对原始控制模式升级改造,扩大远程遥感信号调控速率以保证系统运行的实效性。本文分析了可编程门阵列技术应用状况,总结可编程门阵列技术用于遥控系统的功能特点,提出FPGA远程遥控系统信号转换设计的有效方法。     

Realization of the Cirac-Zoller controlled-NOT quantum gate

Quantum computers have the potential to perform certain computational tasks more efficiently than their classical counterparts. The Cirac-Zoller proposal for a scalable quantum computer is based on a string of trapped ions whose electronic states represent the quantum bits of information (or qubits). In this scheme, quantum logical gates involving any subset of ions are realized by coupling the ions through their collective quantized motion. The main experimental step towards realizing the scheme is to implement the controlled-NOT (CNOT) gate operation between two individual ions. The CNOT quantum logical gate corresponds to the XOR gate operation of classical logic that flips the state of a target bit conditioned on the state of a control bit. Here we implement a CNOT quantum gate according to the Cirac-Zoller proposal. In our experiment, two 40Ca+ ions are held in a linear Paul trap and are individually addressed using focused laser beams; the qubits are represented by superpositions of two long-lived electronic states. Our work relies on recently developed precise control of atomic phases and the application of composite pulse sequences adapted from nuclear magnetic resonance techniques.     

DYL基本门的瞬态特性及应用

针对二值逻辑电路连线多,且每根线携带的信息量少的弊端,研究了多元逻辑电路(DYL)基本门的内部结构和瞬态等效电路图.通过将瞬态等效电路打包并在Multisim软件平台上构建了DYL基本门器件及其等效电路,对DYL线性"与或"门的瞬态特性进行了分析与内部参数估算,同时给出了仿真分析.利用多值逻辑设计原理分析了器件逻辑真值表,采用数字系统分层次的设计方法,设计了DYL二值-四值开关电路.实验结果表明:DYL线性"与或"门固有延迟时间很小,更适合于高速电路的设计.逻辑门电路所实现的多值逻辑功能,大大减少了电路连线,节省了芯片面积.