利用仲氢诱导极化技术实现Deutsch算法

核磁共振系统是实现量子计算的有效物理体系之一.但是随着量子位数的不断增加,运用核磁共振技术实现计算任务存在明显的局限性,原因之一是量子计算的初始态—赝纯态,随着量子位数的增加,信号指数性的衰减,量子位数越多制备赝纯态所需的脉冲序列越复杂,越不容易实现,不利于量子位数的扩展;另外,由于核磁共振中制备的赝纯态实际上也是一种混合态,用于实现量子信息任务时存在一定的争议.该文介绍的利用仲氢诱导极化技术（PHIP）制备出的实验初态,能够解决初态处于混合态的问题,并且信号强度显著增强,作者利用此态实现了ALTADENA条件下的两量子位的Deutsch-Jozsa量子算法和PASADENA条件下的三量子位的...

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Published in波谱学杂志 Vol. 32; no. 4; pp. 618 - 627
Main Author 田佳欣 刘文卿 宋艳红 轩亚楠 李军方 姚叶锋 魏达秀
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 华东师范大学物理系，上海市磁共振重点实验室，上海 200062%中国科学院上海有机化学研究所,上海,200032 2015
Subjects
ALTADENA
Deutsch算法
PASADENA
仲氢诱导极化技术（PHIP）
核磁共振（NMR）
nuclear magnetic resonance (NMR)
Deutsch算法
核磁共振(NMR)
PASADENA
仲氢诱导极化技术(PHIP)
ALTADENA
parahydrogen induced polarization (PHIP)
Deutsch algorithm
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ISSN1000-4556
DOI10.11938/cjmr20150407

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Summary:核磁共振系统是实现量子计算的有效物理体系之一.但是随着量子位数的不断增加,运用核磁共振技术实现计算任务存在明显的局限性,原因之一是量子计算的初始态—赝纯态,随着量子位数的增加,信号指数性的衰减,量子位数越多制备赝纯态所需的脉冲序列越复杂,越不容易实现,不利于量子位数的扩展;另外,由于核磁共振中制备的赝纯态实际上也是一种混合态,用于实现量子信息任务时存在一定的争议.该文介绍的利用仲氢诱导极化技术（PHIP）制备出的实验初态,能够解决初态处于混合态的问题,并且信号强度显著增强,作者利用此态实现了ALTADENA条件下的两量子位的Deutsch-Jozsa量子算法和PASADENA条件下的三量子位的Deutsch-Like量子算法.
Bibliography:TIAN Jia-xin, LIU Wen-qing, SONG Yan-hong, XUAN Ya-nan, LI Jun-fang , YAO Ye-feng , WEI Da-xiu （1. Shanghai Key Laboratory of Magnetic Resonance, Department of Physics, East China Normal University Shanghai 200062, China; 2. Shanghai Institute of Organic Chemistry, Shanghai 200032, China）
The NMR system is one of the physical systems that can be used to realize quantum computation. However, NMR-based quantum computing could have many drawbacks with increasing qubit number. One of the underlying reasons is that the signal of pseudo-pure state decreases exponentially with increasing qubit number. Besides, the process required to prepare a pseudo-pure state becomes more complicated as the spin system gets larger. Furthermore, the pseudo-pure state in NMR system is in fact a mixed state, making it difficult to realize quantum entanglement. In this paper, we used parahydrogen induced polarization（PHIP） technique to prepare a genuine pure state for NMR quantum computation with significantly enhanced signal intensity
ISSN:1000-4556
DOI:10.11938/cjmr20150407