基于分布式压缩感知的量子过程层析

量子过程层析是量子信息科学研究的基础之一,但其所需的实验资源会随着量子比特的增加而指数增长。考虑到过程矩阵的稀疏性,近年来一种压缩感知量子过程层析方法可以大大降低量子过程层析的成本和后处理时间。但量子通道研究需要同时层析多种量子门,并且每个量子通道在层析过程中都会存在野点数据。该文提出一种分布式压缩感知量子过程层析方法,通过组合稀疏学习的模式能同时进行多量子通道层析,并有效地剔除野点数据。仿真结果表明:相对于单通道的压缩传感量子过程层析,该方法重构的量子过程矩阵保真度高且对野点数据有较强的鲁棒性,改善了层析性能。

磁场控制下的的电子自旋量子系统参数辨识

(中国科学技术大学自动化系,安徽合肥230027)摘要:了解量子控制系统的性能参数是设计精确控制器的基础.为解决这一问题,本文基于量子过程层析,提出了辨识量子控制系统参数的方法,设计了以电子自旋磁场控制系统为对象的具体实验方案,并利用计算机仿真技术对其进行了模拟.仿真结果表明,辨识得到的量子控制系统参数与理论值较为吻合,达到了预定的准确度指标.结合理论分析和仿真结果可知,利用量子过程层析可以有效实现量子控制系统的参数辨识.

编码于单个中性原子的单量子比特的量子层析

量子态层析和量子过程层析是刻画量子态和量子操作过程准确度的基本工具。本文主要对编码于二能级铯原子的单量子比特及其单量子操作进行了相关实验研究,对编码在铯原子钟态的量子态■进行了量子态层析分析,得到其保真度为0.97±0.02。我们还对单量子比特的门操作R_x(π)、■、R_y(π)、■、■进行了量子过程层析测量,得到量子门操作的平均保真度为0.96±0.03。我们对影响单比特态及其操作过程的保真度的因素进行了分析。