迪文森佐准则

迪文森佐准则(DiVincenzo's criteria)是建构量子电脑的必要条件,由理论物理学家戴维·狄文森佐(David P.DiVincenzo)于2000年提出[1]。量子电脑是由数学家尤里·马宁于1980年[2]以及物理学家理查德·费曼于1982年首次提出[3],可作为有效模拟量子系统的工具,像是用于解决量子多体问题。

关于如何建构量子计算机的建议相当多,对于在建构量子元件时所遇到的种种挑战,这些建议都取得了不同程度的成功。其中一些建议是使用超导量子位元离子阱液态和固态核磁共振光学簇态,这些建议表明量子电脑的前景良好,但也存在阻碍其实现的问题。

迪文森佐准则由七项条件组成,实验装置必须符合这些条件,才得以实现如Grover的搜索算法Shor质因数分解算法之类的量子算法。前五项条件涉及量子计算本身,另外两项条件则与实现量子通讯有关,比如量子密钥分发中所使用的条件。我们可以证明,传统电脑会满足迪文森佐准则。而对传统体系和量子体系满足准则能力的比较,既突显出处理量子系统时所出现的复杂性,也突显了量子加速的起源。

准则说明

根据迪文森佐准则,要建造量子电脑,实验装置需满足七项条件。前五项是量子电脑必要的:

  1. 物理系统具有可掌控的量子位元,并具有可扩充性
  2. 能够将量子位元的状态初始化为简单基准状态
  3. 具有长相关退相干时间
  4. 一组“通用”量子闸
  5. 能够测量特定量子位元

剩下的两项则是量子通讯所必需的:

  1. 能够将本地量子位元和飞行量子位元互相转换
  2. 能够准确地在两点之间传播飞行量子位元

参见

  • 量子计算
  • 核磁共振量子电脑
  • 离子阱量子电脑

参考

  1. ^ DiVincenzo, David P. The Physical Implementation of Quantum Computation. Fortschritte der Physik. 2000-04-13, 48 (9–11): 771–783. Bibcode:2000ForPh..48..771D. arXiv:quant-ph/0002077 . doi:10.1002/1521-3978(200009)48:9/11<771::AID-PROP771>3.0.CO;2-E. 
  2. ^ Manin, Yu. I. Vychislimoe i nevychislimoe [Computable and Noncomputable]. Sov.Radio. 1980: 13–15 [2013-03-04]. (原始内容存档于2013-05-10) (俄语). 
  3. ^ Feynman, R. P. Simulating physics with computers. International Journal of Theoretical Physics. June 1982, 21 (6): 467–488. Bibcode:10.1.1.45.9310 请检查|bibcode=值 (帮助). doi:10.1007/BF02650179.