量子逻辑门及其研究进展


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2024-02-27
量子 逻辑 技术 进展 学科 研究 材料 经典 代表 半导体
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第 18卷 第 3 期 四川理工学院学报 (自然科学版) Vol.18 No.3
JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY OF
2005 年 9 月 SCIENCE & ENGINEERING(NATURAL SCIENCE EDITION ) Sep.2005
文章编号: 1673-1549 ( 2005) 03-0102-04
量子逻辑门及其研究进展
潘 平
(贵州大学职业技术学院,贵州 贵阳 550004 )
摘 要: 量子信息代表了当代量子物理学的最新进展,代表着信息时代最具有潜力的发展方向,量
子逻辑门是实现量子计算的最基本的逻辑单元。 文章介绍量子信息技术中量子逻辑门的基本特点、 方法
以及实现量子门的物理实验进展。
关键词: 量子逻辑门;量子位;物理实现;进展
中图分类号: O4 文献标识码: A
在现代信息社会中,基于电子计算机的信息科学与技术面临诸多方面的严峻挑战。从理论方面看,
由于众多的交叉学科、 边缘学科和新学科崛起, 特别是以分子和量子信息为代表的理论研究, 改变了对
经典(传统)信息学科的认知,引导人们进入了微观世界的、不确定性的神奇领域。从材料学科及制造
工艺方面看,由于经典信息技术受到元件制作工艺、半导体材料元件尺寸等诸多方面的限制,因而,从
技术上限制了集成电路的进一步发展。 纵览各新兴学科的研究及进展, 不难发现, 量子信息无论从理论
上或技术实现上, 都是其它学科无法比拟的, 它代表了当代量子物理学的最新进展, 代表了信息时代最
具有潜力的发展方向, 已成为信息科学和物理学研究的焦点和热点。 文章就量子信息中的量子逻辑门的
研究及进展作简要的介绍。
1 量子逻辑
在现代信息理论与技术中, 逻辑电路是实现整个理论及技术的关键, 其中,最基本的逻辑单元——
逻辑门有三个:与门、或门、非门。由这些基本的逻辑门组成经典通用逻辑门组,实现各种逻辑功能的
变换与处理。 由于经典逻辑门的实现是半导体材料, 即通过半导体材料中大量电子运动的宏观统计来表
征其逻辑关系, 这种电子运动的宏观统计服从于经典物理学所规定的规律。 如果将半导体材料中的电子
数减少到一个或少数几个, 即减小半导体元件的尺寸到电子的数量级时, 则电子的行为不再遵循经典物


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