彭永刚

1.南京邮电大学 理学院 应用物理系，南京210003

2.江苏省新能源技术工程实验室，南京210003

核磁共振量子计算是利用已经研究了六十多年的非常完善的核磁共振技术所实现的量子计算方案。近十几年，核磁共振量子计算方案实验研究[1-6]快速发展，成为量子计算物理实现的候选方案之一。利用核磁共振实现量子算法，需要用到单量子位逻辑门操作和两量子位逻辑门操作，对于单量子位逻辑门操作需要一个微秒量级的射频脉冲磁场来实现，对于两量子位逻辑门操作，需要控制射频脉冲磁场与系统内部核自旋之间的相互作用（不加射频磁场脉冲）随时间演化的合理组合来实现。量子算法是由一序列基本幺正变换的乘积构成的，利用核磁共振技术实现量子算法就是把一序列基本幺正变换编译成现代超导核磁共振谱仪上能够直接执行的核磁共振脉冲序列。1995年，Barenco等人[7]已证明：任意一个量子算法可以写成两量子位量子控制非门和一位单量子位门的组合，因此，研究量子控制非门的核磁共振的物理实现，对研究量子算法的核磁共振物理实现具有重要意义。1999年，Price等人[8]提出用经典几何代数学的方法构造量子控制非门的核磁共振脉冲序列。2001年，Fung等人[9]提出用成对的伪纯态代替单个伪纯态的方法来设计核磁共振脉冲序列，实现量子控制非门。2018年，Gaikwad等人[10]提出量子过程层析成像的方法实现核磁共振量子控制非门。2018年，Jiang等人[11]提出零磁场核磁共振脉冲序列的方法实现量子控制非门。……