【正文】 zation state), and using the linear optical elements implement general quantum logic gates. So the quantum puter can be constructed by using polarized photons and linear optical elements. B 關(guān)鍵詞 (35 個 ) horizontal polarization state of photon, vertical polarization state of photon, polarization instrument, singlequbit rotation, twoqubit controlled not gate singlequbit rotation， twoqubit controlled not gate 指導(dǎo)教師評定成績 評審基元 評審要素 評審內(nèi)涵 滿分 指導(dǎo)教 師 實評分 選題質(zhì)量25% 目的明確 符合要求 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達到畢業(yè)論文（設(shè)計）綜合訓(xùn)練的目的。 5 論文質(zhì)量35% 文題相符 較好地完成論文選題的目的要求。 10 選題恰當(dāng) 題目規(guī)模適當(dāng)，難易度適中；有一定的科學(xué)性。 15 寫作規(guī)范 符合學(xué)術(shù)論文的基本要求。 作者簽名： 日 期： 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨立進行研究所取得的研究成果。隨著信息技術(shù)和量子力學(xué)的不斷發(fā)展，人們對量子 信息學(xué)的研究也取得了很大的進步。為了證明信息操縱和信息傳輸上量子力學(xué)具有非常巨大的潛力，人們急切地尋找著能實現(xiàn)量子信息處理的物理系統(tǒng)。量子比特和量子邏輯門是量子計算機的最基本的而又最重要的構(gòu)成單元之一。從而得出：原則上可以用極化光子和線性光學(xué)元件實現(xiàn)量子計算機。 n個量子比特的一般態(tài)可以表示為 2n個基底態(tài)的線性疊加。其特征在于：當(dāng)控制比特為 |0〉時，它不改變目標(biāo)位；當(dāng) 控制比特為 |１〉時，它將翻轉(zhuǎn)目標(biāo)位。直到 1985 年， Deutdch 描繪了量子計算機，并預(yù)言了量子計算機的潛在能力，量子計算機才被人們所認(rèn)識。與其他物理 學(xué)系統(tǒng)相比，光學(xué)系統(tǒng)因為其相干時間長，以及單個量子比特操作的易實現(xiàn)性顯得尤為突出而且光的可控分量很多，因此一個簡單的光學(xué)分束器也能證明光的量子特性。在光的傳播方向上任意一個場點電矢量端點的軌跡是一個圓，這種光稱為圓偏振光。設(shè)沿 z 方向傳播的橢圓偏振光的光矢量用復(fù)數(shù)表示為： )e x p ()e x p ()](e x p [ 000 xxxx tiEkztiEE ???? ?????? (3. 6) )e x p ()e x p ()](e x p [ 000 yyyy tiEkztiEE ???? ?????? (3. 7) 略去因子 tie?? ，則可表示為 )exp(0 xxx iEE ?? )exp(0 yyy iEE ?? 。 如果光在傳播過程中電矢量的振動只限于某一確定的平面內(nèi)，則稱這種光為平面偏振光，由于平面偏振光在電矢量在與傳播方向垂直的平面上的投影為一條直線，故又稱為線偏振光。 3 量子普適門的光學(xué)實現(xiàn) 早在 1967 年 Commins 就曾利用原子級聯(lián)衰變產(chǎn)生的糾纏光源來研究量力學(xué)和局域隱變量理論的區(qū)別。另外，由于經(jīng)典計算機的不可逆性，經(jīng)典計算機芯片的發(fā)熱不可避免，且隨著芯片集成度的不斷增大，發(fā)熱量會越來越大，如何為芯片散熱成為制約經(jīng)典計算機發(fā)展的另一個主要因素。 單比特量子門 常 見 的 單 比 特 量 子 門 主 要 有 UI， Ux， Uy， Uz 和 Hadamard 門。如果我們以 |0〉和 |1〉這兩個獨立態(tài)為基矢張開一個二維復(fù)矢量空間，就可以說是一個二維的 Hilbert 空間。 我們在第二部分介紹了量子信息中的普適門操作。由于光通信中用激光器作光源，發(fā)射的是相干光 ，光子數(shù)很大，因而量子光通信的信息效率及檢測技術(shù)就會使其它通信方式無法比擬。由于量子力學(xué)的迭加原理大幅度地提高了計算的效率，而且量子力學(xué)的非經(jīng)典相關(guān)使得真正的保密通信成為可能，量子信息學(xué)倍受關(guān)注，并成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界非常關(guān)注的熱門領(lǐng)域。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。 5 論文質(zhì)量35% 文題相符 較好地完成論文選題的目的要求。 評閱教師評定成績 評審基元 評審要素 評審內(nèi)涵 滿分 評閱教師 實評分 選題質(zhì)量25% 目的明確 符合要求 選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)學(xué)科、專業(yè)特點和教學(xué)計劃的基本要求，達到畢業(yè)論文（設(shè)計）綜合訓(xùn)練的目的。 5 研究方法和手段的運用能力 能運用本學(xué)科常規(guī)研究方法及相關(guān)研究手段（如計算機、實驗儀器設(shè)備等）進行實驗、實踐并加工處理、總結(jié)信息。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(zhuǎn)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(zhuǎn)量子門和兩量子比特受控非門通常被稱為普適量子門。 學(xué) 生 簽 名： 200 年 月 日 指導(dǎo)教師 簽名： 200 年 月 日 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄 (六 ) 參考文獻和摘要的指導(dǎo)，參考文獻必須有 10 篇（其中包括3篇或 3篇以上的外文參考文獻）且要在文章中引用，摘要必須要 300到 500字且英文摘要沒有語法和拼寫錯誤。文中的圖表未按順序標(biāo)明 二、修改意見 繼續(xù)斟酌論文的邏輯性，連貫性，語句的通順性等。 5．總結(jié)并展望 激光在量子信息中的應(yīng)用前景。 2）量子比特和量子邏輯門（ 簡稱量子門）是量子計算機的最基本的而又最重要的構(gòu)成單元之一 ,因為量子比特是基本的量子信息載體和量子信息存儲單元，而量子計算機的運行都要通過量子邏輯門來實現(xiàn)。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。 二、介紹激光的各種偏振態(tài)及矩陣表示法。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。 本科學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計） 題 目 (中文 )： 利用光的偏振進行 量子計算 (英文 )： The application of the polarization of light in quantum putation 姓 名 學(xué) 號 院 （系） 專業(yè)、年級 指導(dǎo)教師 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的成果。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 畢業(yè)論文（設(shè)計）內(nèi)容要求： 一、簡單的介紹量子信息學(xué)的基本概念，以及構(gòu)成量子計算機和量子通訊設(shè)備的基本 組成單元。由于量子力學(xué)的迭加原理大幅度地提高了 計算的效率，而且量子力學(xué)的非經(jīng)典相關(guān)使得真正的保密通信成為可能，量子信息學(xué)倍受關(guān)注，并成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界非常關(guān)注的熱門領(lǐng)域。由于光通信中用激光器作光源，發(fā)射的是相干光，光子數(shù)很大，因而量子光通信的信息效率及檢測技術(shù)就會使其它通信方式無法比擬。 4．分析用光子的水平偏振和垂直偏振作這邏輯比特，通過常見的線性光學(xué)元件實現(xiàn)基本的量子門或量子操作。數(shù)學(xué)表達式、數(shù)學(xué)方程等沒有單獨寫一行，需居中且編好序。 學(xué) 生 簽 名： 200 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名： 200 年 月 日 B 指導(dǎo)過程記錄 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄 (五 ) 論文結(jié)構(gòu)指導(dǎo)，論文在另起一章時需要分頁，摘要字?jǐn)?shù)不能過少。量子比特和量子邏輯門（簡稱量子門）是量子計算機的最基本的而又最重要的構(gòu)成單元之一 ,因為量子比特是基本的量子信息載體和量子信息存儲單元，而量子計算機的運行都要通過量子邏輯門來實現(xiàn)。 10 研究方案的 設(shè)計能力 整體思路清晰；研究方案合理可行。 5 實評總分 成績等級 指導(dǎo)教師評審意見： 指導(dǎo)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。 10 外文應(yīng)用 能力 能閱讀、翻譯一定量的本專業(yè)外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業(yè)除外）體現(xiàn)一定的外語水平。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過的材料。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 關(guān)鍵詞： 光子水平偏振態(tài)，光子垂直偏振態(tài)，偏振分束器，波片，偏振片，量子位，單量子 比特旋轉(zhuǎn)， 兩 量子 比特 受控非門 The application of the polarization of light in quantum putation Abstract： Quantum information science， built on the foundations of quantum mechanicsone of the pillars of 20th century physics, is a subject that using the principles of quantum mechanics of microparticles to solve the problem the classic informatics and classical puter can not do, ant it is a cross subject based on quantum mechanics and information science. Quantum information science is mainly contains two parts of quantum munication and quantum putation. The research on quantum information has being made large progress, with the development of information technology and quantum mechanics. There are many physical systems being considered to realize quantum information processing and the optical system is the primary one. Qubit and quantum logic gates (also be called quantum logic for short) are one of the fundamental and most important elements of quantum puter, because qubit is basic information carrier and the unit of quantum information deposition, and the process of quantum puter is rely on the implementation of the quantum gates. Furthermore, any one of quantum operation in quantum putation can be disposed into single q