【正文】 ，而量子計算機的運行都要通過量子邏輯門來實現(xiàn)。 10 論文篇幅 10000字左右。 15 寫作規(guī)范 符合學(xué)術(shù)論文的基本要求。 本科畢業(yè)論文（設(shè)計）評審表 論文題目 光的偏振在量子計算中的應(yīng)用 作者姓名 所屬系、專業(yè)、年級 指導(dǎo)教師 姓名、職稱 字 數(shù) 10000 定稿日期 中 文 摘 要 建立在 20世紀(jì)物理學(xué)支柱之一的量子力學(xué)基礎(chǔ)之上的量子信息學(xué)，是一門利用微觀粒子的量子力學(xué)原理來解決經(jīng)典信息學(xué)和經(jīng)典計算機所不能解決的問題的學(xué)科，量子力學(xué)和信息學(xué)的交叉科學(xué)，主要包括量子通信和量子計算兩部分。 論文格式 論文格式不規(guī)范，特別是引用圖形要做序號標(biāo)記。光子的質(zhì)量為 cm ??? ， c為光速。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢 業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉績?nèi)容。 五、總結(jié)并展望激光在量子信息中的應(yīng)用前景。而極化激光光子的兩個正交偏振態(tài)（水平偏振態(tài)和垂直偏振態(tài)）可作為量子比特的兩個正交態(tài)，即， ???? 1,0 （ ??| 表示光子的水平偏振態(tài)， ?表示光子的 垂直偏振態(tài)），用線性光學(xué)元件是否可實現(xiàn)普適量子邏輯門？本文就是對此問題展開討論的。 畢業(yè)設(shè)計（ 論文）指導(dǎo)過程記錄表 畢業(yè)論文 (設(shè)計 )題目 光的偏振在量子計算中的應(yīng)用 學(xué)生姓名 學(xué)號 專業(yè)班級 指導(dǎo)教師 職稱 系（教研室） 指 導(dǎo) 過 程 記 錄 指導(dǎo)內(nèi)容 記錄 (一 ) 根據(jù)所選的論文題目指導(dǎo)開題報告，并提供參考資料和對論文思路設(shè)計給出一些意見，并指導(dǎo)在寒假中需要搜集哪些資料來支持論文的寫作。 10 理論意義或 實際價值 符合本學(xué)科的理論發(fā)展，有一定的學(xué)術(shù)意義；對經(jīng)濟建設(shè)和社會發(fā)展的應(yīng)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。 5 能力水平40% 查閱文獻(xiàn) 資料能力 能獨立查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，歸納總結(jié)本論文所涉及的有關(guān)研究狀況及成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。目前進行量子信息處理的系統(tǒng)主要有：離子系統(tǒng)、核磁共振系統(tǒng)、微腔 、囚禁的中性原子、光格中的超冷原子、微囚禁離子陣列、固態(tài)儀器和光學(xué)系統(tǒng) [1]。 2 量子信息中的普適門操作 量子位 (qubit) 經(jīng)典信息系統(tǒng)以一個位或比特 (bit)作為信息單元，從物理學(xué)角度講，比特是個兩態(tài)系統(tǒng)，它可以制備為兩個可識別狀態(tài)中的一個，如是或非，真或假， 0或 1。在兩量子比特的基矢 ????????????????????????????????????????????????????????????????????10001111,0100011000101001,00010000 （ 2. 2） 下，受控非門用矩陣語言可以表示為： 1111101001010000,1000010000100001???????????????????notC （ 2. 3） 第一量子位在受控非門的作用前后保持不變，稱為控制量子位，第二個量子位稱為目標(biāo)量子位，他的改變依賴于第一個量子位的狀態(tài)，若控制位為 |１〉，該門對目標(biāo)位作非操作，否則目標(biāo)位保持不變。光學(xué)實驗儀器是整個光學(xué)實驗的核心。 1941 年美國物理學(xué)家瓊斯提出橢圓偏振光的矩陣表示法。這就是量子計算的并行性，它是量子計算優(yōu)于經(jīng)典計 算的主要原因之一，同時由于幺正算符 fU 具有可逆性，這使得量子計算是一個可逆的過程，因此量子計算的過程不會產(chǎn)生熱量，這徹底解決了制約經(jīng)典計算機的發(fā)展的一個主要問題，可以預(yù)知在未來的量子計算機的處理器上將不再需要散熱器。根據(jù)量子信息理論，人們只要能完成單比特的量子操作和兩比特的控制非門操作，就可以構(gòu) 建對量子系統(tǒng)的任一幺正操作，因此，下面我們只介紹單量子比特邏輯門和兩量子比特的控制非門。在這個方案中，只要讓激光光子直接通過一個或一串偏振器就可以實現(xiàn)量子邏輯門。 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 qubit rotation quantum gates and twoqubit controlled not gates (CNOT gates), thus the single quantum gates and CNOT gates are general gates. In this dissertation, we consider using the horizontal and vertical polarization states as two orthogonal states of qubit, ., ???? 1,0 ( ? denotes the horizontal polarization state, and ? denotes the vertical polarization 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. Keywords: horizontal polarization state of photon, vertical polarization state of photon, polarization instrument, singlequbit rotation, twoqubit controlled not gate. 1 引 言 隨著信息技術(shù)和量子力學(xué)的發(fā)展，以量子力學(xué)為基本規(guī)律的量子信息學(xué)逐漸形成。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。 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。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)。數(shù)學(xué)表達(dá)式、數(shù)學(xué)方程等沒有單獨寫一行，需居中且編好序。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。 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。 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。 二、介紹激光的各種偏振態(tài)及矩陣表示法。 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)。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。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。 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(dá)到畢業(yè)論文（設(shè)計）綜合訓(xùn)練的目的。對本研究提供過幫助和做出過貢獻(xiàn)的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。由于量子力學(xué)的迭加