[发明专利]基于Grover搜索算法下的量子相干性和量子纠缠的方法

摘要

现如今量子计算的速度在很大程度上超过了经典计算，从而量子计算引起了许多研究者的注意。量子计算如此之快主要是由于有效的量子并行计算，而量子相干性是量子并行计算中的重要组成部分，从而量子相干性对量子计算起着重要。量子相干性同时也是量子信息处理中的一种重要的资源，在量子信息处理中得到广泛应用。本发明提出一种基于Grover搜索算法的量子相干性和量子纠缠的方法，在Grover搜索算法下采用l1测度和相对熵测度下分别研究量子相干性和量子纠缠的变化，在matlab中运行出图像。实验结果验证了量子相干性是量子算法的重要资源，对量子计算的发展起到了重要作用。

主权项

本发明提出一种基于Grover搜索算法的量子相干性和量子纠缠的方法，包括以下几个步骤：S1)在Grover搜索算法下，首先选择合适的量子初态和量子末态，根据选择好的初态和末态计算出Hamiltonian量，在Hamiltonian量计算出来的基础上，进一步计算出演化态随之密度矩阵ρ也就可以计算出来；S2)在l1测度以及相对熵测度下计算出量子相干性的表达式，算法成功概率的表达式也可以随之计算出来；S3)类似于步骤s2)，步骤s2)中研究的是双量子比特态的量子相干性，进一步研究Grover搜索算法下n比特态的量子相干性，利用n量子比特的初态和末态计算出Hamiltonian量，进一步计算出演化态在此基础上密度矩阵ρ就可以随之计算出来，同样的在l1测度和相对熵测度下计算出量子相干性的表示式，算法成功概率的表达式也可以随之计算出来；S4)在Grover搜索算法下研究量子纠缠，将n比特的密度矩阵Trace成单量子比特的密度矩阵，计算出单量子比特密度矩阵的两个特征值，根据公式计算出量子纠缠的表达式，也同时计算出算法成功概率的表达式。