退相干自由子空间辅助量子计算.docx

摘要:量子力学是在上个世纪出现的，它的诞生是为了研究微观世界的科学规律。这门科学不但帮助我们重新认识微观世界,也极大地促进了人类科学技术的进步。特别是在近几年,伴随着量子信息学的出现和完善,人们对量子基本理论的应用越来越重视，并且也加大了量子相干器件方面实验投入。我们都知道,在当前的实验条件下，一个量子系统不可能不与周边的环境相互作用,这将不可避免地导致量子系统能量的损耗和一些极其重要的量子特性的消失。本文的研究对象是开放量子系统,详细地研究了量子开放系统的中的退相干控制方案及其应用。

本文中，我们将展示如果通过依赖于时间的退相干不变子空间方案来实现非绝热holonomic量子计算。在这个方案中，Holonomy并不是由基于计算基础的演化而产生的，而是由基矢希尔伯特空间中的的基础的演化引起的。因此,有别于传统的,我们不需要任何辅助系统来创建holonomy，从而减少了计算过程中所需的量子位数目。通过分析多量子位系统与一个共同的压缩真空场相互作用的动力学对称性，我们表明，在希尔伯特空间存在几个独立的退相干不变子空间，它们由Lindblad算子的特征值决定。结合上诉方案和模型，我们通过两个物理量子位实现单比特可控的相位门。

关键词：量子开放系统；主方程；退相干不变子空间

目录

摘要

Abstract

第一章．引言-1

1.1量子力学和量子信息学-1

1.2开放量子系统控制与Holonomic量子计算-2

1.3研究内容以及本文结构-2

第二章 基础知识-4

2.1 退相干不变子空间-4

2.2 Holonomic量子计算-4

第三章 非绝热Holonomic量子计算-5

3.1 非绝热Holonomic量子计算-5

3.2 N量子比特系统动力学对称性-7

3.3 例子：可控单比特量子门-9

结    论-14

参 考 文 献-15

致    谢-16