庄 浩， 高贵龙， 范志强， 王明峰， 郑亦庄

(温州大学 物理与电子信息工程学院， 温州 325035)

0 引言

近年来，量子逻辑门作为量子计算的基本元素之一已经得到了广泛的研究.各种各样制备量子逻辑门的方案相继被提出.常见的单比特逻辑门有：Z门、X门、Y门等，常见的双比特门有Hardmand 门、控制相位门(C-P门)、控制非门(C-NOT门)、交换门(iswap门)等.这些基本门的性质和制备方法也已得到了广泛的研究，在实验上一些门也已被制备出来，如在腔电动力学中(C-QED)制备原子的量子门[1,2]，在离子囚禁系统中制备的量子门[3]，在超导系统中制备的量子门[4,5]，在光学系统中制备光子的量子门[6，7]，量子点系统中制备的量子门[8]等.虽然已经在理论上证明任意的多比特量子门都可以分解为单比特量子门和双比特控制量子门，但随着比特数目的增加，单比特门和控制门的数目和组成的结构将变得越来越复杂，并且在实验上操作起来也会变得更加麻烦，误差也会越来越大.在实验上每一次单比特操作都会带来一定的误差，经过多次操作之后必然会使误差变的很大.所以直接实现多比特量子逻辑门变的尤为重要.

近些年来，一些直接来实现多量子比特逻辑门的方案已被提出，如n比特同时控制单个比特的逻辑门[9，10]、单比特同时控制n个比特的量子逻辑门[11]等.多比特量子逻辑门可被广泛的应用于量子计算[12]、量子纠错[13]、量子克隆[14]、量子纠缠态的制备中[15].

含有约瑟夫森结的超导量子系统做为量……