新的summing算法的核磁共振实验实现

本报导了一种新的summing算法的核磁共振实验实现。实验中我们用到了四个量子位的核自旋体系，其中两个量子位构成输入寄存器，另两个量子位构成输出寄存器。最后的实验结果只需通过测量输出寄存器中核自旋的谱线获得。     

七量子位Deutsch-Josza量子算法的核磁共振实验实现

近年来 ,量子计算机的研究有了很大的发展 ,在目前提出的各种量子计算的方案中 ,核磁共振技术对模拟和演示量子算法以及验证量子计算机的优越性做出了巨大的贡献 .Deutsch Jozsa算法是一种研究较为广泛的量子算法 ,它可以用核磁共振实验予以验证 ,并可根据Cirac等人提出的方案予以简化 .报道了在核磁共振量子计算机上实验实现七位Deutsch Jozsa算法的过程和结果. Recent years, remarkable progresses in experimental realization of quantum information have been made, especially based on nuclear magnetic resonance (NMR) theory. In all quantum algorithms, Deutsch-Jozsa algorithm has been widely studied. It can be realized on NMR quantum computer and also can be simplified by using the Cirac s scheme. In this paper, at first the principle of Deutsch-Jozsa quantum algorithm is analyzed, then we implement the seven-qubit Deutsch-Jozsa algorithm...     

量子算法核磁共振实现脉冲序列设计程序问题研究

从两量子位核磁共振量子处理器物理模型出发,利用Raedt小组提出的自旋-1/2代数理论,根据量子控制非门的定义及Grover量子算法原理,介绍了量子控制非门的4种不同脉冲序列及两量子位Grover量子算法的两种不同脉冲序列的设计过程,通过数值求解含时薛定谔方程模拟量子控制非门和两量子位Grover量子算法,等价于执行量...     

核磁共振量子计算机的实验实现

简要介绍了液相核磁共振（NMR）实现量子信息处理的基本原理和实验技术,综述了核磁共振量子计算机的实验实现的进展情况和目前遇到的主要困难,并对进一步的发展作了展望。     

量子算法的NMR实现方法

量子计算机是一种以量子耦合方式进行信息处理的装置[1 ] 。原则上 ,它能利用量子相干干涉方法以比传统计算机更快的速度进行诸如大数的因式分解、未排序数据库中的数据搜索等工作[2 ] 。建造大型量子计算机的主要困难是噪音、去耦和制造工艺。一方面 ,虽然离子陷阱和光学腔实验方法大有希望 ,但这些方法都还没有成功实现过量子计算。另一方面 ,因为隔离于自然环境 ,核自旋可以成为很好的“量子比特” ,可能以非传统方式使用核磁共振 (NMR)技术实现量子计算。本文介绍一种用NMR方法实现量子计算的方法 ,该方法能够用比传统方法少的步骤解决一个纯数学问题。基于该方法的简单量子计算机使用比传统计算机使用更少的函数“调用”判断一未知函数的类别。     

量子逻辑网络的核磁共振实现

利用相位相反技术,设计出了实现精确的CN门的脉冲序列;构造了三量子位的双重控制相位旋转门（CCS门）,它是将核磁共振(NMR)实现Grover量子算法从二量子位推广到三量子位的关键逻辑门,而且,依此方法,可以用NMR实现N量子位的Grover量子算法;还给出了量子Toffoli门以及量子态的各种对称操作的逻辑部件。所有这些逻辑操作都是构建量子态工程的工具。文中大部分脉冲序列己经在实验中得到验证,这些结果对于量子计算的理论研究和实验实现都具有现实意义。     

多量子比特核磁共振体系的实验操控技术

随着量子信息与量子计算科学的发展,量子信息处理器被广泛地用于量子计算、量子模拟、量子度量等方面的研究.为了能在实验上实现这些日益复杂的方案,将量子计算机的潜能转化成现实,需要不断提高可操控的量子体系比特位数,实现更复杂的量子操控.核磁共振自旋体系作为一个优秀的量子实验测试平台,提供了丰富而又精密的量子操控手段.近几年来在此平台上进行了不少的多量子比特实验,发展并积累了一系列的多量子比特实验技术.本文首先阐述了核磁共振体系多量子比特实验中的实验困难,然后结合7量子比特标记赝纯态制备以及其他有关实验,对多比特实验过程中应用到的实验技术进行介绍.最后对核磁共振体系多量子比特实验技术方向的进一步研究进行了总结和展望.     

Cluster态的核磁共振实验制备

利用一种优化的幺正算符制备了一种高度纠缠态——cluster态,这个优化的幺正算符因为只需要施加非选择性脉冲,其所用的时间被明显缩短.该文选择一个三量子位的自旋体系,在核磁共振仪器上进行了实验验证,实验过程中先制备了一个三量子位的纯态,然后通过施加优化的幺正算符即可得到三量子位的cluster态,实验结果证明了优化幺正算符的有效性.     

Cluster 态的核磁共振实验制备

利用一种优化的幺正算符制备了一种高度纠缠态--cluster 态,这个优化的幺正算符因为只需要施加非选择性脉冲,其所用的时间被明显缩短．该文选择一个三量子位的自旋体系,在核磁共振仪器上进行了实验验证,实验过程中先制备了一个三量子位的纯态,然后通过施加优化的幺正算符即可得到三量子位的cluster 态,实验结果证明了优化幺正算符的有效性．     

Brǖschweiler量子搜索算法的改进及其实验实现

量子计算与经典计算相比 ,能够极大地提高运算速度 ,解决一些经典计算不能解决或很难解决的问题 .对于在无序数据库中进行搜索这类问题 ,可以用量子算法 ,如Br櫣ｓｃｈｗｅｉｌｅｒ量子搜索算法来解决 .与经典算法相比 ,Br櫣ｓｃｈｗｅｉｌｅｒ量子算法能够指数次地提高搜索速度 .在Br櫣ｓｃｈｗｅｉｌｅｒ提出的算法中 ,数据量子位和观测量子位 (辅助量子位 )是分开的 ,属于不同的量子位 .通过研究 ,对Br櫣ｓｃｈｗｅｉｌｅｒ算法作了改进 ,使之不需要用辅助量子位 ,就可以达到指数次提高搜索速度的目的 .改进后的Br櫣ｓｃｈｗｅｉｌｅｒ量子算法有利于简化实验的设计和实现过程 .同时还利用核磁共振实验 ,演示了改进后的Br櫣ｓｃｈｗｅｉｌｅｒ量子算法的实现. In recent years, quantum computing research has made big progress, which exploit quantum mechanical laws, such as interference, superposition and parallelism, to perform computing tasks. The most inducing thing is that the quantum computing can provide large rise to the speedup in quantum algorithm. Quantum computing can solve some problems, which are impossible or difficult for the classical computing. The problem of searching for a specific item in an unsorted database can be...     

Brüschweiler量子搜索算法的改进及其实验实现

量子计算与经典计算相比, 能够极大地提高运算速度, 解决一些经典计算不能解决或很难解决的问题. 对于在无序数据库中进行搜索这类问题, 可以用量子算法, 如Brüschweiler量子搜索算法来解决. 与经典算法相比, Brüschweiler量子算法能够指数次地提高搜索速度. 在Brüschweiler提出的算法中, 数据量子位和观测量子位(辅助量子位)是分开的, 属于不同的量子位. 通过研究, 对Brüschweiler算法作了改进, 使之不需要用辅助量子位, 就可以达到指数次提高搜索速度的目的. 改进后的Brüschweiler量子算法有利于简化实验的设计和实现过程. 同时还利用核磁共振实验, 演示了改进后的Brüschweiler量子算法的实现.     

核磁共振量子计算机与并行量子计算(续完)

3　刘维尔量子计算中的指数加快的搜索算法———Bruschweiler算法3 .1　Bruschweiler算法[4 5]与Grover搜索算法一样 ,Bruschweiler算法也是在无序数据库中寻找目标态 .对于搜寻问题可以总结为 :对于输入态x ,除了当x=z时 ,f(z) =1,其余的 f(x) =0 .z是我们要寻找的目标 .在经典计算机中 ,大概要O(N)步 ;用Grover算法大概要O(N )步 ;用Bruschweiler算法大概仅需要O(n)步 .其中 ,N =2 n.Bruschweiler利用NMR是自旋系综的特点 ,将初始态制备成不同自旋态的线性叠加 ,使初始态处于完全混合态 ,当U变换作用其上时 ,不同的自旋态在做不同…     

核磁共振中的量子控制

近年来, 随着量子信息科学的发展, 对由量子力学原理描述的微观世界的主动调控已成为重要的前沿研究领域. 为构造实际的量子信息处理器, 一个关键的挑战是: 如何对处于噪声环境下的量子体系实现一系列高精度的任意操作, 以完成目标量子信息处理任务. 为此, 人们将经典系统控制论的思想方法延伸到量子体系的领域, 提出了大量的量子控制方法以及相关的数值技术(如量子优化控制、量子反馈控制等), 并取得了丰富的研究成果. 核磁共振自旋体系具备成熟的系统理论和操控技术, 为量子控制方法的实用性研究提供了优秀的实验测试平台. 因此, 基于核磁共振的量子控制成为量子控制领域的重要方向. 本文简要介绍了量子控制的基本概念和方法; 从系统控制论的角度对核磁共振自旋体系的基本原理和重要控制任务做了阐述; 介绍了近些年来在该领域发展的相关控制方法及其应用; 对基于核磁共振体系的量子控制的进一步的研究做了几点展望.     

核磁共振量子信息处理研究的新进展

过去的二十年中,量子信息相关研究取得了显著的进展,重要的理论和实验工作不断涌现.与其他量子信息处理系统相比,基于自旋动力学的核磁共振系统,不仅具有丰富而且成熟的控制技术,还拥有相干时间长、脉冲操控精确、保真度高等优点.这也是核磁共振体量子系统能够精确操控多达12比特的量子系统的原因.因此,核磁共振量子处理器在量子信息领域一直扮演着重要角色.本文介绍核磁共振量子计算的基本原理和一些新研究进展.研究的新进展主要包括量子噪声注入技术、量子机器学习在核磁共振平台上的实验演示、高能物理和拓扑序的量子模拟以及核磁共振量子云平台等.最后讨论了液态核磁共振的发展前景和发展瓶颈,并对未来发展方向提出展望.     

液体核磁共振 HSQC 实验的量子化学计算与模拟

核磁共振（NMR）异核单量子相干（HSQC）实验因具有较高的灵敏度和分辨率而被广泛用于液体大分子化合物的结构鉴定和研究．然而由于HSQC脉冲的复杂性,需要严格控制实验参数和实验条件才能得到高质量的谱图．本文基于量子力学原理对HSQC实验进行数学建模,通过理论推导、数值计算求解自旋1/2的IS双核体系在每个脉冲节点作用后的密度矩阵,然后结合二维NMR信号采样方法,使用计算机程序完成了该体系HSQC谱图的模拟,同时,还实现了乙醇分子的HSQC谱图模拟． HSQC实验的成功模拟基于对复杂演化过程的精确计算,可用于预测谱图以及实验参数改变对NMR谱图的影响,指导高质量HSQC实验谱图的采集．     

量子算法与量子计算实验

从量子体系的基本特性出发,介绍了量子计算的基本概念和物理背景,系统阐述了几种主要的最子算法以及量子计算在实验方面的发展现状。 对比经典计算机,讨论了量子计算机的优越性、实现量子计算的困难和以期克服的途径。     

核磁共振实验的改进

核磁共振实验的改进刘庄武，王祖铨，吕斯骅（北京大学物理系近代物理实验教研室１００８７１）核磁共振是真要的物理现象，在物理、化学、生物、临床诊断、药物研究以及工业部门的许多领域都得到重要的应用．核磁共振实验早在１９８０年已被列入原教育部主持制定的综合大...     

开设核磁共振实验的探讨

针对目前高校理科物理专业近代物理实验中核磁共振实验开放现状的不足之处，提出了在核磁共振基本实验中增加脉冲核磁共振实验内容的设想，并在分析了该设想可行性的基础上设计了实验方案。     

量子算法与量子计算实验

从量子体系的基本特性出发 ,介绍了量子计算的基本概念和物理背景 ,系统阐述了几种主要的量子算法以及量子计算在实验方面的发展现状。对比经典计算机 ,讨论了量子计算机的优越性、实现量子计算的困难和以期克服的途径。     

核磁共振实验辅助设计专家系统

采用CLIPS作为事实推理核心,以Visual C++为界面开发工具,设计开发了核磁共振实验辅助设计专家系统软件．该软件可以根据用户提供的关于实验目的、样品特性和谱仪能等信息,建议所需进行的核磁共振实验．在用户反馈实验结果后,该系统可以进一步提出建议,如此循环往复．对于建议进行的实验,系统也给出脉冲序列、参数设置、注意事项等与实验相关的详细信息．本系统对于核磁共振的教学也可以起到辅助作用．