量子力學與信息科學和計算機科學相互融合,形成了新的學科——量子計算和量子信息。量子計算通過對量子疊加態(tài)的酉演化,可以實現(xiàn)高度的并行計算,從而實現(xiàn)算法的指數(shù)級加速,量子算法將在物理、化學、生物以及經(jīng)濟學中取得廣泛應用�；诹孔与S機行走能夠?qū)崿F(xiàn)量子態(tài)傳輸、糾纏態(tài)的制備、量子態(tài)的測量等量子信息基本任務,吸引了越來越多的科學家探索量子行走的基本性質(zhì)及其物理實現(xiàn)。深入研究量子隨機行走的性質(zhì)有利于提高量子算法的性能。本文重點研究了可擴展的量子行走的性質(zhì)。首先介紹幾種量子算法,然后描述一維與二維量子隨機行走的性質(zhì),并介紹了基于量子行走的搜索算法,最后通過數(shù)值計算的方法詳細討論一維非對稱量子行走的性質(zhì)。非對稱量子行走是非對稱經(jīng)典隨機行走在量子世界對應,非對稱性通過硬幣操作和條件行走操作體現(xiàn)。非對稱硬幣操作改變行走者沿不同方向行走的幾率幅。非對稱條件行走操作改變行走者向不同方向行走的步長。我們通過行走者位置概率分布、回到原點的概率和位置平均值來描述一維鏈上的非對稱量子行走的性質(zhì),重點研究了其是否具有可回復性。回復性是物理系統(tǒng)隨時間演化過程中的重要現(xiàn)象。在量子行走中的回復性通常是指行走者的位置回到初始位置...

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀
    1.3 論文結(jié)構(gòu)
第二章 量子信息和計算的基礎理論
    2.1 量子態(tài)的性質(zhì)
        2.1.1 量子比特
        2.1.2 量子隱形傳態(tài)
        2.1.3 量子態(tài)的測量
        2.1.4 量子不可克隆定理
    2.2 量子邏輯門和量子線路
    2.3 量子并行性
        2.3.1 Deutsch算法
        2.3.2 Grover算法
    2.4 本章小結(jié)
第三章 量子隨機行走的性質(zhì)和其應用的研究
    3.1 一維經(jīng)典隨機行走和量子隨機行走的性質(zhì)的研究
        3.1.1 一維經(jīng)典隨機行走
        3.1.2 一維量子隨機行走
    3.2 二維經(jīng)典隨機行走和量子隨機行走的性質(zhì)的研究
        3.2.1 二維經(jīng)典隨機行走
        3.2.2 二維量子隨機行走
    3.3 基于量子行走的搜索算法SKW算法
    3.4 基于量子隨機行走的量子態(tài)測量
        3.4.1 廣義測量
        3.4.2 基于量子隨機行走的單比特量子態(tài)測量
        3.4.3 基于量子隨機行走的Bell態(tài)測量
    3.5 本章小結(jié)
第四章 非對稱量子行走的性質(zhì)的研究
    4.1 行走者的可回復性
    4.2 非對稱量子行走模型
    4.3 不同的量子硬幣操作和行走操作對量子行走的性質(zhì)的影響
        4.3.1 對稱硬幣操作下非對稱行走操作
        4.3.2 非對稱硬幣操作和非對稱行走操作
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間撰寫的論文
致謝



本文編號：3787757