量子逻辑门与量子退相干

量子信息是量子力学、信息科学和计算机科学结合成的新学科。《量子逻辑门与量子退相干》研究量子信息中量子逻辑门与量子退相干及其相关问题。每一章节均以专题进行探讨。主要内容包括:量子信息中的基本问题(量子计算的量子力学原理、激光与分子相互作用制备量子态、量子信息中的纯态和混合态以及量子态的矩阵表示等)；在量子逻辑门这一章中，重点研究用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门的功能、Fre位面量子门的实现方法和辐射场与二能级原子相互作用的量子逻辑功能等问题，提出和分析利用激光选态激发实现量子XOR门和量子Fre仕油门的功能；针对多种相互作用模型，研究辐射场中单个二能级原子退相干特性，分析二能级原子与环境(多模光场)相互作用时自发发射导致的退相干问题以及热辐射场中两个二能级原子退相干及其消除；运用Kraus算子分析二能级原子及多能级(三能级和四能级)量子态的退相干特性和激光器中离子密度矩阵元的演化规律；用半经典理论和量子理论研究二能级原子的量子态保真度，对热辐射中存在偶极相互作用以及二能级原子与热辐射场Raman相互作用时原子量子态保真度进行探讨。

前言
第1章 量子信息基础
1.1 量子计算基础
1.1.1 量子计算的量子力学原理
1.1.2 量子位
1.1.3 量子态的叠加
1.1.4 量子逻辑门
1.1.5 量子计算中的退相干
1.1.6 量子纠错及防错
1.2 态的相干与非相干
1.2.1 经典理论中态的相干性
1.2.2 量子理论中态的相干性
1.2.3 相干性的密度矩阵描述
1.2.4 量子测量中的相干性问题
1.3 激光与分子相互作用制备量子态
1.4 激光的偏振与量子信息中的量子态
1.4.1 激光的各种偏振态及矩阵表示法
1.4.2 光子的偏振态可作为量子信息中的量子态
1.4.3 偏振器的量子逻辑功能
1.5 量子信息中的纯态和混合态
1.5.1 量子纯态和混合态
1.5.2 纯态和混合态密度算符的区别
1.5.3 量子纠缠态与量子纯态和混合态
1.5.4 纯态演化为混合态导致退相干
1.6 量子态的矩阵表示
1.6.1 波函数的物理解释
1.6.2 量子纯态和量子混合态的矩阵表示
1.6.3 量子纠缠态的矩阵表示
1.6.4 相干叠加杰的矩阵表示及其退化
1.7 量子相干与量子退相干
1.7.1 经典相干
1.7.2 量子相干
1.7.3 经典相干和量子相干的比较
1.7.4 量子退相干
1.8 量子纯态与混合态中力学量的测量
1.8.1 量子纯态中力学量的测量
1.8.2 量子混合态中力学量的测量
主要参考文献
第2章 量子逻辑门
2.1 用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门的功能
2.1.1 用基本的量子逻辑门实现多位量子逻辑门的功能
2.1.2 两位量子门实现多位量子门方案与Barenco方案的比较
2.2 构造nedkin量子门的一种简易方法
2.2.1 六个基本的两位量子门完成Fredkin门的功能
2.2.2 “条件翻转方案”的特点
2.3 激光对分子振动态的控制与量子Fredkin逻辑门
2.3.1 分子的局域模振动态
2.3.2 激光对分子振动态的控制实现量子Fredkin逻辑门功能
2.4 光学偏振器的量子逻辑功能
2.4.1 泡利矩阵变换对应偏振器的操作
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