一种理论上实现普适量子复制机的量子线路

来源 :河北师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ankang1989
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量子信息学近些年来逐步受到人们的关注,它是建立在量子力学和计算机科学基础上的一门新兴学科。在经典信息学中,信息是可以被精确复制的,而在量子信息学中,信息是不可以被精确复制的。这是经典信息和量子信息的主要区别之一。在1982年,Wootters和Zures提出了量子不可克隆定理,它利用量子力学的线性特性否定了对未知量子态精确复制的可能性。在量子不可克隆基础上的量子复制机输出状态依赖于输入状态,对一些量子态复制的很好,对一些量子态复制的较差。1996年,Buzek和Hillery提出一种普适量子复制机模型,它不依赖于输入态,这种复制机可以使复制品的相似程度大大提高。本论文从理论上给出了实现普适量子复制机的量子线路。   本论文首先介绍了什么是量子复制以及量子不可克隆定理;接着简单介绍了W-Z量子复制机和普适量子复制机。   然后,本论文简单叙述了与量子线路相关的基础知识。包括,量子比特和量子比特门的定义;量子线路的受控运算;如何将一个酉矩阵分解成多个二级酉矩阵的乘积;任何一个n位量子比特的二级酉运算可以用单量子比特门和受控非门来实现。   本论文的主要部分是我们从 Buzek和Hillery提出的普适量子复制机模型入手,先计算实现该复制机的酉矩阵,并将该酉矩阵分解成为多个二级酉矩阵的乘积,再把每一个二级酉矩阵用受控线路实现,将这些受控线路串联起来,我们最后得到普适量子复制机的量子线路表达形式。
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