量子算法与量子计算实验(3)
2013-10-24 01:09
导读：|a,b〉ex p(ia,1b,1)|a,b〉其中|a,|b分别代表两量子位的基矢|0或|1,而a,1,b,1为通常的克隆尼克符号。条件量子相移门(QPG)在两个量子态都处在|1时,产生一个角相移
|a,b〉→ex p(i<δa,1δb,1)|a,b〉其中|a>,|b>分别代表两量子位的基矢|0>或|1>,而δa,1,δb,1为通常的克隆尼克符号。条件量子相移门(QPG)在两个量子态都处在|1>时,产生一个<角相移,而在其他情况下均保持不变。由于其他任何操作可以应用条件量子相移门(QPG)和单个量子位的旋转来实现,因而,条件量子相移门(QPG)是一个通用量子逻辑门。我们这里介绍的条件量子相移门(QPG)是用包含0个光子或1个光子的腔场和单个Rydberg原子作为量子位来实现的。控制量子位是0个光子腔场|a>=|0>或1个光子的腔场|a>=|1>而,目标量子位是Rydberg原子的两个能级|i>(定义|b>=|0>)和|g>(定义为|b>=|1>)。
实验中应用的Rb原子的能级除了目标量子位两个Ry2dberg原子的能级|i>和|g>以外,还包括一个相关的能级|e>。三个相关的Rydberg原子态分别代表Rb原子的主量子数n=51(|e>),n=50(|g>)和n=49(|i>)。原子的能级|e>和|g>与微波腔场发生共振相互作用,而原子能级|g>和|i>之间通过另外的微波场产生耦合。当原子处于能级|i>或者腔场处于|0>,原子与腔场的系统状态不发生变化,而当原子腔场的初始处于|g,1>态时,控制原子的速度使原子|g>与|e>量子态在腔场中经历一个2π的拉比振荡,|g,1>态演化为-|g,1>=exp(πi)|g,1>。因而系统的演化可以描述为:|a,b〉→ex p(iπδa,1δ
b,1)|a,b〉这个过程实际实现了相移为π的条件量子相移门(Q P G)。
参考文献:
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（转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网）
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