【正文】 考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。用語、格式、圖表、數(shù)據(jù)、 量和單位、各種資料引用規(guī)范化、符合標準。 10 理論意義或 實際價值 符合本學科的理論發(fā)展，有一定的學術意義；對經(jīng) 濟建設和社會發(fā)展的應用性研究中的某個理論或方法問題進行研究，具有一定的實際價值。 10 研究方案的 設計能力 整體思路清晰；研究方案合理可行。 5 寫作水平 論點鮮明；論據(jù)充分；條理清晰；語言流暢。 5 實評總分 成績等級 評閱教師評審意見： 評閱教師簽名： 說明：評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實評總分 90— 100分記為優(yōu)秀， 80— 89分記為良好， 70— 79分記為中等， 60— 69分記為及格， 60分以下記為不及格。 作 者 簽 名： 日 期： 指導教師簽名： 日 期： 使用授權說明 本人完全了解 大學關于收集、保存、使用畢業(yè)設計（論文）的規(guī)定，即：按照學校要求提交畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版本；學校有權保存畢業(yè)設計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務；學?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。 作者簽名： 日期： 年 月 日 導師簽名： 日期： 年 月 日 指導教師評閱書 指導教師評價： 一、撰寫（設計）過程 學生在論文（設計）過程中的治學態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生掌握專業(yè)知識、技能的扎實程度 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生綜合運用所學知識和專業(yè)技能分析和解決問題的能力 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 研究方法的科學性；技術線路的可行性；設計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 指導教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 評閱教師評閱書 評閱教師評價： 一、論文（設計）質量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫 規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說 明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 建議成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 評閱教師： （簽名） 單位： （蓋章） 年 月 日 教研室（或答辯小組）及教學系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設計）的基本要點和見解的敘述情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 對答辯問題的反應、理解、表達情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學生答辯過程中的精神狀態(tài) □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設計）質量 論文（設計）的整體結構是否符合撰寫規(guī)范？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 是否完成指定的論文（設計）任務（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及 格 □ 不及格 三、論文（設計）水平 論文（設計）的理論意義或對解決實際問題的指導意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設計說明書）所體現(xiàn)的整體水平 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 評定成績： □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 （在 所選等級前的□內(nèi)畫“√”） 教研室主任（或答辯小組組長）： （簽名） 年 月 日 教學系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 目 錄 摘要………………………………………………………………………………… 0 Abstract……………………………………………………………………………… 0 1 引 言……………………………………………………………………………… 1 2 量子信息中的普適門操作………………………………………………………… 2 量子位 (qubit) ……………………………………………………………… 2 量子普適門 ………………………………………………………………… 2 單比特量子門 …………………………………………………………2 ………………………………………………………… 3 量子計算…………………………………………………………………… 4 3 量子普適門的光學實現(xiàn)…………………………………………………………… 6 激光 的偏振性質及光振動的矩陣表示法 ………………………………… 6 的偏振態(tài)可視為量子態(tài) ………………………………………………… 7 量子普適門的基本光學元件 …………………………………………… 8 偏振分束器 ……………………………………………………………8 波片 ……………………………………………………………………9 偏振片 …………………………………………………………………10 偏振 器實現(xiàn)單比特操作 …………………………………………………… 11 偏振器實現(xiàn)量子ＮＯＴ門和量子ＣＮＯＴ門的操作 …………………… 12 4 總 結與展望……………………………………………………………………… 15 參考文獻…………………………………………………………………………… 16 致 謝 …………………………… ………………………………………………… 17 光的偏振在量子計算中的應用 摘 要： 建立在 20 世紀物理學支柱之一的量子力學基礎之上的量子信息學，是一門利用微觀粒子的量子力學原理來解決經(jīng)典信息學和經(jīng)典計算機所不能解決的問題的學科，量子力學和信息學的交叉科學，主要包括量子通信和量子計算兩部分。而且原則上量子計算中所有量子門操作都可以由 單比特旋轉量子門和兩 量子 比特 受控非門組合實現(xiàn)，因此 單比特旋轉量子門和兩 量子 比特 受控非門通常被稱為普適量子門。量子信息的核心旨在巧妙地利用量子相干性對信息的新型載體――量子比特進行操縱控制，以非常規(guī)的方式進行信息編碼、存儲和傳遞。光子的質量為 cm ??? ， c 為光速。 本文主要介紹用光學系統(tǒng)來實現(xiàn)基本的量子邏輯門 [2]（單比特門和兩比特門）。自從可用分束器和相位器實現(xiàn)任意離散有限維幺正變換的觀點提出后，量子信息的 許多方案都在光學實驗上實現(xiàn)。在第三部分中討論了光的偏振性質及光振動的矩陣表示法，并介紹了一 些與本文有關的光學器件，并討論了用偏振器實現(xiàn)量子普適門操作。我們只能說 |Ψ〉為 |0〉的概率為 2? ， |Ψ〉為 |1〉的概率為 2? ，這個量子比特的狀態(tài)可介于 |0〉和 |1〉之間的任何量子態(tài)上，而其值不能確定。一般地， n個 qubit的態(tài)張起一個 2n維 Hilbert 空間，存在 2n個互相正交的態(tài)，通常取 2n個基底態(tài)為 | i〉， i 是一個 n 位二進制數(shù)。與經(jīng)典操作不同的地方是量子操作通常是可逆操作，遵循幺正演化規(guī)律。在基矢 }101|,010{| ????????????????????下，我們可以用矩陣 [4]語言來表示上面幾個常見 的單量子比特門： 1001011001101001111112IxxyyzzUIUUiUH??????????????????????? ? ? ???????????????? ????? （ ） 它們的真值表如下： 表 1 UI， Ux， Uy， Uz， H的真值表 UI Ux Uy Uz H 輸入 輸出 輸入 輸出 輸入 輸出 輸入 輸出 輸入 輸出 |0〉 |0〉 |1〉 |1〉 |0〉 |1〉 |1〉 |0〉 |0〉 |1〉 |1〉－ |0〉 |0〉 |0〉 |1〉 |1〉 |0〉 1/21/2（ |0〉＋ |1〉） |1〉 1/21/2（ |0）－ |0）） 量子受控非門 量子受控非門是最常用的二比特量子門之一，其中的兩個量子比特分別為控制比特與目標比特。 任意多量子位邏輯門都可以由單量子位旋轉 門和控制非門組成，而任意單量子位旋轉門均可由 Hadamard 門和相移門組合實現(xiàn)，因此受控非門、 Hadamard 門和相移門構成普適門。 1982 年，著名物理學家 Feynman 在考慮用量子計算機來模擬量子系統(tǒng)時，首次提出了量子計算機和量子計算的概念。 考慮定義域和值域是有限函數(shù) f ，在量子計算中，函數(shù) f 對應于幺正算符fU ， fU 通常是輸入存儲器 A 的態(tài)空間和輸出存儲器 B 的態(tài)空間構成的 HA⊕ HB空間的一個操作，它將 ABii變換成 ()ABi j f i? 。隨著量子出現(xiàn)和發(fā)展，許多重要實驗如量子加密，量子隱形傳態(tài)，量子密集編碼，量子計算等都曾利用量子光學系統(tǒng)來實現(xiàn)過。 激光的偏振性質及光振動的矩陣表示法 我們知道光波是一種橫波，它的振動對其傳播方向是不對稱的，這種不對稱性稱為光的偏振。若線偏振光與自然光相摻雜，則為部分偏振光。橢圓偏振光可用兩列頻率相同、振動方向相互垂直，且沿同一方向傳播的平面偏 振光的疊加得