优化控制方法在量子逻辑门中的应用

发布时间：2021-04-02 13:35

　　核磁共振（NMR）是现代分析测试的重要技术之一,由于其可深入物质内部而不破坏样品,并具有迅速、准确、分辨率高等优点而得以迅速发展和广泛应用,已经从物理学渗透到化学、生物、地质、医疗以及材料等学科,在科研和生产中发挥了巨大作用。但是由于系统与外界环境有相互作用,这种相互作用会引起系统的退相干,所以在进行NMR实验时所用的时间越久,得到的信号就越微弱甚至根本无法得到信号,这在一定程度上限制了NMR技术的应用范围。因此在实验过程中我们应该尽可能的找到所需时间最短的脉冲序列。目前,随着各种方法的提出,优化控制方法应用于核磁共振体系所取得的成果尤其显著。结果显示与传统脉冲相比,优化控制脉冲能明显缩短实验所用的时间,同时可以在很大程度上减小脉冲所用的功率。本课题主要采取了两种方法对脉冲序列进行优化,一种是通过分析测量Geodesics线得到优化脉冲序列的方法,另外一种是数值计算的方法。第一种方法运用几何思想,通过运用拉格朗日方程的求解等数学方法求得Geodesics的长度,从而确定所需脉冲序列的最短时间。第二种方法是在SIMPSON模拟软件中进行GRAPE算法,从而在SIMPSON中进行优化控制,... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 经典信息
    1.3 量子信息
        1.3.1 量子比特（qubit）[8,9]
        1.3.2 量子逻辑门
    1.4 两种优化控制方法
        1.4.1 测量Geodesics线的优化控制方法
        1.4.2 数值计算的最优控制方法
    1.5 本论文研究的主要内容和意义
第二章 计算Geodesics线的优化控制方法及其应用
    2.1 计算Geodesics线的最优控制方法的原理[23,25]
    2.2 利用Geodesics方法实现各种量子逻辑门
        2.2.1 间接耦合量子位之间交换门的实验实现
        2.2.2 间接耦合量子位的CNOT门的实验实现[12]
(2πi(I_1xI_2zI_3y+I_1yI_2zI_3x)的实验实现">        2.2.3 算符e⁽2πi(I_1xI_2zI_3y+I_1yI_2zI_3x)的实验实现
    2.3 本章小结
第三章 数值计算的优化控制方法及其应用
    3.1 数值计算优化控制方法的基本原理[2,40]
    3.2 数值计算优化控制方法在NMR实验中的实现
        3.2.1 量子傅里叶变换的实验实现
(-iπ2(I_1xI_3x+I_1yI_3y+I_1zI_3z)的实验实现">        3.2.2 交换门e⁽-iπ2(I_1xI_3x+I_1yI_3y+I_1zI_3z)的实验实现
        3.2.3. 无直接耦合自旋间的planar交换门的实验实现
-i*π（?）*ZI_1zI3z
的NMR实验实现">        3.2.4. 算符U=e-i*π（?）*ZI_1zI3z
的NMR实验实现
    3.5 本章小结
参考文献
后记


【参考文献】：
期刊论文
[1]量子信息引论[J]. 郭光灿.  物理. 2001(05)



本文编号：3115364

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