【正文】 二○○ 年 月 日 畢 業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書 課題名稱： 光的偏振在量子計算中的應(yīng)用 學(xué)生姓名： 系 別： 專 業(yè)： 指導(dǎo)教師： 2020 年 1 月 8 日 主題詞、關(guān)鍵詞： 激光的偏振；量子位；量子門；偏振分束器；波片；偏振器；單量子比特操作；兩量子比特操作。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標(biāo)明。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 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。對本文的研究 做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。 作者簽名： 日 期： 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。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。 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。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。 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。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。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。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。 作者簽名： 日 期： 年 月 日 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師評閱書 指導(dǎo)教師評價： 一、撰寫（設(shè)計）過程 學(xué)生在論文（設(shè)計）過程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)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(xué)生綜合運用所學(xué)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(xué)性；技術(shù)線路的可行性；設(shè)計方案的合理性 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 完成畢業(yè)論文（設(shè)計）期間的出勤情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)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(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)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(dǎo)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(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)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(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 二、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)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(xué)系意見 教研室（或答辯小組）評價： 一、答辯過程 畢業(yè)論文（設(shè)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(yīng)、理解、表達情況 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 學(xué)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(shè)計）質(zhì)量 論文（設(shè)計）的整體結(jié)構(gòu)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(shè)計）任務(wù)（包括裝訂及附件）？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 三、論文（設(shè)計）水平 論文（設(shè)計）的理論意義或?qū)鉀Q實際問題的指導(dǎo)意義 □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文的觀念是否有新意？設(shè)計是否有創(chuàng)意？ □ 優(yōu) □ 良 □ 中 □ 及格 □ 不及格 論文（設(shè)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(xué)系意見： 系主任： （簽名） 年 月 日 II 本科畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信聲明 本人鄭重 聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計），是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議，除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)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。 三、分析一些光學(xué)元件（分束器，偏振器，波片等）對輸入光子的作用功能。 五、總結(jié)并展望激光在量子信息中的應(yīng)用前景。激光 ,1999,10(3):259. [5] 李承祖 ,黃明球 ,陳平形 ,梁林梅 .量子通信和量子計算 [M].長沙 :國防科技大學(xué)出版社 , 2020. [6] 張阜權(quán) ,孫榮山 ,唐偉國 .光學(xué) [M]. 1994. [7] 姚啟鈞 ,華東師范大興光學(xué)教材編寫組 .光學(xué)教程（第三版） [M].北京：高等教育出版社，1989. [8] 周蘭 .量子信息處理的原理和光學(xué)實現(xiàn)的研究 [D].博士學(xué)位論文 ,2020. [9] A. Barenco, et al. Elementary gates for quantum putation[J]. Phys. Rev. A, 1995,52(5):34573463. [10] 張登玉 ,詹明生 .構(gòu)造量子門一種簡易方法 [J].物理學(xué)報 ,1997,46(12):2344234. 教研室意見： 負責(zé)人簽名： B 注： 本任務(wù)書一式三份，由指導(dǎo)教師填寫，經(jīng)教研 室審批后一份下達給學(xué)生，一份交指導(dǎo)教師，一份留系里存檔。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。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)。與其它的物理學(xué)系統(tǒng)的實驗相比，光具有 其獨特的量子性的特點：光子的能量 為 Eh?? ， h 為普朗克常數(shù)， v為光子頻率。光子的發(fā)射速率 N=Ps/hv， Ps是發(fā)射頻率為 v的光功率， N為單位時間發(fā)射的光子數(shù)。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。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)。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。 2．介紹激光的各種偏振態(tài)及矩陣表示法。 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。 研究方法： 1．提 出理論設(shè)想 2．查閱資料，并進行理論 推導(dǎo) 3．分析 ，概括，綜合 完成期限和采取的主要措施： 1．完成期限 : 2020年 1月 18號到 2020年 5月 8號。 論文結(jié)構(gòu) 論文結(jié)構(gòu)不太合理，有許多地方需要改進。要按照《湖南科技學(xué)院畢 業(yè)論文寫作規(guī)范》要求來規(guī)范格式。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。 論文格式要嚴格按照規(guī)范和要求來做。 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