实验光学量子计算

发布时间：2019-07-21 08:15

【摘要】：本论文研究基于线性光学的量子信息处理,实现了五个量子加速算法:(1)多体量子测量问题一般具有指数级复杂度,通过嵌入式编码方法我们实现了测量量子态密度矩阵和量子纠缠大小的2个指数级加速量子测量算法。(2)大规模的向量和矩阵运算是大数据时代的重要计算问题,我们实现了关于向量内积和矩阵求逆的2个指数级加速量子算法。(3)关于矩阵积和式的玻色采样算法是在近期实现演示量子计算战胜经典计算机的有力途径,我们实现了高速的五光子玻色采样算法。同时我们在国际上首次实现了单光子多个自由度的隐形传态和发展了国际领先的固态单光子量子光源,为可扩展光量子信息处理奠定基础。
【图文】：

现越经典计算机模拟能力的非通用量子计算己经接近可能。根据严格估计５０逡逑光子或５０量子比特的量子采样问题将超过现有超级计算机的求解能力。我们逡逑在新量子光源基础上，实现了可扩展高速５光子玻色量子采样机，其计算能逡逑力超过早期经典计算机。逡逑本文内容结构组织如下：逡逑第一章引言，即本章。逡逑第二章介绍了量子计算的基本概念和线性光学基本实验技术。逡逑第Ｈ章实现量子态和量子纠缠测量的两个高效测量算法。逡逑第四章实现两种复杂量子态的隐形传输。逡逑第五章实现矩阵和向量运算的两个高效量子算法。逡逑第六章介绍发展和发现的单光子源。逡逑第七章实现高速玻色采样算法。逡逑

逦！逦逦邋口》逡逑图２．邋２最重要量子算法模版：相位估计。逡逑２．邋２量子光源和线性光学相干操纵逡逑量子比特可Ｗ有多种多样的物理系统实现，例如光子、囚禁原子、囚禁离子逡逑或者固态的超导量子电路等。相比其他物理实现，，光量子比特最独特的优势是相逡逑９逡逑
【学位授予单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：O413

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本文编号：2517040