量子信息技術(shù)

量子信息技術(shù)金亮物理學(xué)專業(yè)0310255付強資料物理專業(yè)0312621滿江偉物理學(xué)專業(yè)0310200多量子位系統(tǒng)一個量子位是定義在二維復(fù)向量空間中的一個單位向量。經(jīng)典粒子組成的系統(tǒng)，其形狀空間的維數(shù)與粒子的數(shù)目呈線性增長關(guān)系，即：普通來說具有n個量子位的系統(tǒng)，其形狀空間由個基向量組成。可見量子系統(tǒng)的形狀空間維數(shù)隨其粒子書的增長呈指數(shù)倍增長，即：一個量子位形狀可表示成，對一個量子位進(jìn)展一次丈量之后，該量子位會塌陷到或者。但是丈量之前并不能確定會塌陷到哪個形狀。當(dāng)有多個量子位構(gòu)成量子系統(tǒng)的時候，整個量子存放器的形狀，就可以表示成這些量子位形狀的直積。其中，表示存放器第i位的形狀。量子存放器的形狀是一個疊加態(tài)，沒有對他進(jìn)展丈量時，他一不同德概率處在這些根本態(tài)中，一旦丈量就發(fā)生坍塌為個態(tài)中的一個。圖靈機(DTM)圖靈機是為了方便計算機算法而常采用的計算模型。主要包括有窮的形狀集合Q，包括一個特殊的初始形狀和兩個特殊的停機形狀：和。運轉(zhuǎn)是DTM輸入的是一個字符串，然后從頭掃描，直到當(dāng)前形狀為和時停頓，相應(yīng)的輸出“是〞和“不是〞。量子圖靈機量子圖靈機是非確定性的圖靈機中的一種，運轉(zhuǎn)這個圖靈機，恣意時辰的形狀都可以用一個概率分布來描畫。這些分布概率是時間t的函數(shù)。經(jīng)典的非確定性圖靈機雖然在某一步按照概率選擇一個后續(xù)步驟執(zhí)行，其他的均被丟棄；量子圖靈機按照一定的概率合成一個疊加態(tài)，作為量子圖靈機下一步一切能夠的形狀都會被執(zhí)行。量子并行性假設(shè)一個線性變換作用于某個疊加態(tài)，他將會同時作用于該疊加態(tài)的一切基向量，并把一切基向量的作用結(jié)果進(jìn)展疊加行成新的疊加態(tài)。用這種方法計算f〔x〕，只需一次既可以同時計算出x取n個不同值時的結(jié)果。N各量子位制備一個初始疊加態(tài)，然后進(jìn)展變換得到如下疊加態(tài)：該疊加態(tài)可以看作是0~之間一切整數(shù)的一個疊加態(tài)。Feynman量子計算機Feynman量子計算機模型就像是一個量子版本的組合邏輯電路。假設(shè)該電路由K個邏輯門構(gòu)成，作用在m個量子位。該電路所要進(jìn)展的幺正變換可以用，，F(xiàn)eynman量子計算機的Hamiltonian算子定義如下：c是產(chǎn)生算子，作用是將令形狀轉(zhuǎn)變到1形狀，將1形狀轉(zhuǎn)變成空形狀。a是消滅算子，作用是將1轉(zhuǎn)變成0形狀。計算中，經(jīng)過周期性丈量程序計數(shù)器確定能否完成K個門的操作，完成時，m位量子存放器的形狀就是所要獲得的結(jié)果。詳細(xì)過程：

1.運用量子們電路表示要進(jìn)展的計算。利用量子編譯方法，構(gòu)造出量子電路。

2.確定存放器的大小。量子存放器的位長要能表示計算中運用的數(shù)據(jù)和充任程序計數(shù)器的量子位。3.初始化量子存放器，對各形狀進(jìn)展編碼，是個形狀的初始幾率相等。

4.系統(tǒng)按照薛定鄂方程計算，在計算過程中周期的檢測程序計數(shù)器，經(jīng)過它判別能否執(zhí)行了k個量子們。量子加密比普通的加密技術(shù)更有優(yōu)勢。普通加密：竊聽者可以經(jīng)過不平安通道獲取信息，進(jìn)展破解。量子加密系統(tǒng)量子通訊的根本原理基于量子力學(xué)的海森堡測不準(zhǔn)原理。任何微觀粒子都不能夠被準(zhǔn)確的丈量到，任何對粒子形狀的丈量都會影響到粒子的形狀，從而使且聽著無法獲取真正的信息。