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上世纪八十年代,量子力学与信息科学的结合产生一门崭新的交叉学科--量子信息,它为信息科学的发展提供了新的原理和方法,注入了新的活力,成为量子力学在新的应用领域的一个重要发展方向。二十多年的研究表明,利用量子力学的奇妙特性,量子信息处理在提高计算机的运算速度、确保安全性、增大信息容量和提高检测精度等方面具有突破现有经典信息极限的能力,必将引起信息领域的技术革命。
本文主要介绍量子信息的物理基础、产生、发展和现状。希望能为热爱量子信息学的并为有志于它的发展的人们起到抛砖引玉的作用。文章的创新地介绍了量子态的等价类概念,研究讨论了具体利用等价类概念,选取量子态的演化规律所允许的末态,并利用等价类之间的变换,构建了一些通用量子门,给出了它们的推广形式,展示了相应量子门U(θ)的更有效的作用。
第一章绪论主要介绍了量子信息的物理基础,即量子力学的一些基本原理以及量子力学不同于经典物理的最奇特的现象,即被Einstein-Podolsky-Rosen提出的EPR佯谬。正是量子纠缠现象成为信息传输和处理的重要的物理资源。
第二章简要的阐述了量子信息学在纠缠态及其性质、量子计算、量子通信、量子密码学和量子纠错等五个主要的研究领域的发展和现状。
第三章重点阐述了量子信息领域的一些基本概念和特性。
第四章简述了国内外量子信息的研究现状。
论文的最后一章介绍了量子态的等价类概念,及其一般通用量子门的构造。