本文關(guān)鍵詞：兩種量子算法的改進(jìn)與量子計(jì)算系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

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【摘要】：因?yàn)榱孔訝顟B(tài)的相干性和量子糾纏,量子算法與經(jīng)典算法存在較大差異。量子并行性也體現(xiàn)出量子計(jì)算巨大的計(jì)算能力。首先,從量子Deutsch-Jozsa算法的計(jì)算流程出發(fā),提出了借助量子Fourier變換解決Deutsch-Jozsa問題的觀點(diǎn)。結(jié)合量子Fourier變換和Deutsch-Jozsa算法的量子電路,找到了一種利用量子Fourier變換解決Deutsch-Jozsa問題新的量子電路,并考察了該量子電路中各個(gè)線路的量子狀態(tài),結(jié)合算法對(duì)該量子線路的狀態(tài)進(jìn)行研究,驗(yàn)證了所提觀點(diǎn)的正確性。因此,在經(jīng)典的Deutsch-Jozsa算法基礎(chǔ)之上,研究了基于量子Fourier變換的Deutsch-Jozsa算法,給出了該算法的量子電路,并通過量子電路和公式推導(dǎo),結(jié)合量子模擬算法,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,并證明了算法的可行性。其次,為了進(jìn)一步提高量子處理器的量子退火算法在優(yōu)化難題上的運(yùn)算速率,將粒子透射系數(shù)引入到量子退火算法中,并通過透射系數(shù)來確定是否移動(dòng)到新解,對(duì)量子退火算法如何移動(dòng)到新解這個(gè)問題的方法進(jìn)行了改進(jìn)。通過絕熱演化驗(yàn)證表明,通過透射系數(shù)確定新解的方法可以在較短的計(jì)算時(shí)間內(nèi)得到最優(yōu)解。因此,對(duì)量子退火算法進(jìn)行了研究,著重分析了路徑積分蒙地卡洛中的路徑積分蒙地卡洛量子退火和路徑積分蒙地卡洛量子熱退火的優(yōu)缺點(diǎn),針對(duì)量子退火計(jì)算給出了一種新的修改方案,并通過演化論證了算法。最后,針對(duì)以上算法,給出了完成迭代絕熱量子計(jì)算算法方法的流程圖,這種方法聚焦于發(fā)現(xiàn)對(duì)應(yīng)問題的一個(gè)精確解,然后逐步改善解的準(zhǔn)確性,直到滿足預(yù)先決定的標(biāo)準(zhǔn)。在以往對(duì)量子處理器的探究基礎(chǔ)之上,提出一種以量子絕熱計(jì)算為基礎(chǔ)的量子計(jì)算架構(gòu):一個(gè)量子計(jì)算系統(tǒng)包括一個(gè)量子處理器,一套量子比特,輸入系統(tǒng),輸出系統(tǒng),一個(gè)反饋系統(tǒng)。因此,在分析了量子計(jì)算實(shí)現(xiàn)的方法后,給出了完成迭代量子絕熱計(jì)算的流程圖,量子計(jì)算系統(tǒng)的功能框圖并對(duì)功能框圖進(jìn)行了說明。
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：O413;TP38

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本文編號(hào)：1299203