强调制脉冲方法制备NMR子空间有效纯态(英文)

使用强调制脉冲方法在核磁共振系统中实验制备出量子计算所需的有效纯态.在数值搜索方法的辅助下优化参数获得的强调制脉冲辐照能准确地执行三量子位系统中的核选幺正演化操作.与低功率的核选脉冲相比,强调制脉冲方案不仅减少实验脉冲序列中的脉冲数目,而且降低了脉冲(时间)宽度.还在实验上同时制备出了一对两量子位子空间有效纯态,由NMR频谱重构出的自旋量子系统状态与理论预期吻合.整个实验方案中所用到的强调制脉冲宽度都明显比执行同一幺正操作的低功率(核选)脉冲的宽度短,因此减少了脉冲操作时间段内系统弛豫以及环境噪声下的量子系统退相干对量子计算的影响.量子计算向更多的量子位扩展必然需要数目更多的脉冲操作,这时强调制脉冲的优势就会明显体现.

核磁共振量子计算中有效纯态的制备方法

核磁共振可以作为实现量子计算的实验手段之一.而进行核磁共振量子计算研究的初始态是“有效纯态”,有效纯态的制备方法已引起人们广泛的研究.概述了目前主要的几种制备有效纯态的方法,并将它们作了比较,在具体实验中应根据不同的实验情况选择合适的制备有效纯态的方法。

在同核系统上实现一个不需制备有效纯态的量子算法(英文)

论文以溶于重水的胞嘧啶中的两个氢的核自旋作为量子比特 ,直接从热平衡态开始进行Arvind算法 ,得到了预期结果 ;在同核系统中实验实现了Arvind算法 .谱图中线形扭曲和误差主要是由于频偏效应和选择脉冲的不完美 .了解和发展在同核系统中实现核磁共振量子计算的技术 ,将有助于我们实验实现需要多个比特的量子计算 ,更好的理解量子计算 .

三量子位有效纯态的核磁共振制备

本文将Ｇｅｒｓｈｅｎｆｅｌｄ等提出的时间平均法制备有效纯态推广到三量子位同核体系的情况，并在核磁共振模拟机上用推广后的方法制备了三量子位有效纯态，验证了此方法的可行性．

用控制非(CNOT)门组合法制备核自旋系综的有效纯态

核磁共振（NMR）是研究量子计算的实验方法之一,大多数用核自旋系综实现的量子算法的初始态均为有效纯态,因而制备出有效纯态是进行核磁共振量子计算的基础.迄今为止,如何制备有效纯态已提出了多种方案.根据控制非（CNOT）门组合法的理论,分析了奇数位和偶数位量子体系制备有效纯态的特点,并设计了制备4量子位核自旋体系有效纯态的脉冲程序,在实验上获得了实现.这种方法减少了实验的复杂程度,并具有较高的信噪比.

核磁共振量子计算机与并行量子计算

在本文 ,我们首先回顾了量子计算的发展历史 ,阐述了核磁共振量子计算的原理 .在叙述了利用有效纯态方法进行核磁共振量子计算之后 ,我们阐述了利用混合态进行核磁共振的量子计算的方法 .首先是刘维尔量子计算方法 ,它是由Madi,Brushweiler,Ernst等人 1 998年提出的 ,在这一模式中 ,可以对搜索算法进行加速算法 ,Brushweiler提出了一个指数速度的搜索算法 .我们在 3个比特的量子计算机中实现了这一搜索算法 .我们在这一模式中提出了一个只需要一次搜索即可找标记物的直接拿取算法 ,并且在 7个比特的核磁共振的量子计算机中实现了这一直接拿取算法 .本文提出了在一个核磁共振量子计算机 ,或者更一般地一个系统量子计算机中实现多个量子计算机的并行计算 .我们着重对量子搜索算法和Shor的大数分解算法进行了并行实现 .在并行量子计算中 ,一部分量子比特处在纯态 ,一部分量子比特处在混合态 .如果所有的量子比特都处在纯态上 ,则就是有效纯态量子计算 ,如果所有的量子比特都处在混合态上 ,则就是刘维尔量子计算 .在这两个极限中间 ,相当于 2个到N/ 2个量子计算机的并行计算 .量子搜索方法可以很有效地进行并行计算 ,而Shor算法则只能在小的范围内进行并行计算 .