利用量子行走實現量子比特與三態粒子（qutrit）的任意投影測量

利用量子行走實現量子比特與三態粒子（qutrit）的任意投影測量

任務內容

量子力學為我們提供了新的認識世界的方式，在人類認識和理解世界的過程中，測量起到了至關重要的作用。人們對于非局域隱變量的驗證需要兩個測量者各自的互不對易的測量，對于上下文關系的理解需要至少五個測相鄰相對易的測量量（僅限于傳統的驗證上下文關系的三態體系）。測量的實現對于深入的認知世界和發展量子信息技術起著至關重要的作用。量子隨機行走是經典的隨機行走在量子體系的推廣，這一推廣展現了極大的前景。量子隨機行走已經被廣泛認為可以開發告訴的量子算法，模擬凝聚態體系的復雜演化，以及最近被證明的進行普適量子計算。特別是在離散隨機行走框架下的完美態傳輸的方案被提出之后，量子行走的使用展現了空前的前景。本課題旨在在量子行走的框架下實現普適的量子測量，并且將這種測量推廣到三維的體系中。

 

原始條件及數據

閱讀相關文獻，特別地要掌握量子行走的原理。學習量子力學，量子信息學基礎理論。

 

 

 

技術要求

本課題擬在量子行走的框架下，提出二能級體系的普適的測量，包括正交投影測量，廣義測量和帶噪聲的測量。特別地，我們講這種測量的設計推廣到三維體系下，從而提出利用量子行走實現三維體系的測量。

 

 

工作要求

 

 

 

 

___無特別規定要求__________________________________________________________________

 

附：普適工作要求：（如針對本課題另有特別規定的工作要求，請填于上面空白欄）

1、在深刻領會任務內容及要求的基礎上，通過查閱文獻資料、調查研究和方案論證，寫出開題報告。然后開展實驗研究、理論研究、設計、研制、開發以及數據處理、分析總結、資料整理等與任務書要求相應的工作，并撰寫成畢業論文或設計說明書，獨立地完成畢業設計的各項任務；

2、查找有關專業文獻（10篇以上）；

3、畢業論文或設計說明書需符合規范化要求，即：由中外文題名、目錄、中外文摘要、引言（前言）、正文、結論、謝辭、參考文獻和附錄組成，中文摘要在400漢字左右，外文摘要在250個實詞左右，中文題名字數一般不超過20個，設計說明書、論文或軟件說明書的總字數在1.5~2萬漢字（文、管等學科可根據具體情況，另行規定總字數，報教務處備案）。

學生應提交的軟硬件的名稱、內容及主要的技術指標（可按以下類型選擇填寫）：

                                                                    應提交的其它文檔：

1、開題報告一份

2、與設計（論文）相關的英文資料譯文一份（中文字數>5000字，并附保留閱讀痕跡的資料原文）

3、業務總結一份

 

 

 

參考文獻（至少五篇，含供學生翻譯的英文資料，按規范開列）：

 P. Xue et al., New J. Phys. 16, 053009 (2014).

 P. Xue et al., Sci. Rep. 4, 4825 (2014).

 P. Xue et al., Chin. Phys. B 23, 110307 (2014).

 P. Xue et al., Phys. Rev. Lett. 103, 183602 (2009).

 X. Zhan et al., Phys. Rev. A 90, 012331 (2014).

 S. X. Yu et al., Phys. Rev. A 81, 062116 (2010).

 P. Kurznski et al., Phys. Rev. Lett. 110, 200404 (2014).

注：文獻7為需要翻譯的英文資料

 

 

 

 

畢業設計（論文）進度安排

 

起止日期 工作內容 備  注

3月5日-3月25日 查閱國內外相關的最新進展和文獻資料，進行查新檢索

 3月26日-4月20日 研究量子行走的工作機制以及通過調節行走模型中的參量實現簡單的投影測量

4月21日-5月20日 對量子行走實現投影測量的設計進行推廣，包括實現廣義的測量以及帶噪聲的測量。同時講測量的方案進一步推廣到三維的體系中去。

5月21日6月10日 課題總結，撰寫畢業論文