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迪文森佐準則

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迪文森佐準則(DiVincenzo's criteria)是建構量子電腦的必要條件,由理論物理學家戴維·狄文森佐(David P.DiVincenzo)於2000年提出[1]。量子電腦是由數學家尤里·馬寧於1980年[2]以及物理學家理查德·費曼於1982年首次提出[3],可作為有效模擬量子系統的工具,像是用於解決量子多體問題。

關於如何建構量子計算機的建議相當多,對於在建構量子元件時所遇到的種種挑戰,這些建議都取得了不同程度的成功。其中一些建議是使用超導量子位元離子阱液態和固態核磁共振光學簇態,這些建議表明量子電腦的前景良好,但也存在阻礙其實現的問題。

迪文森佐準則由七項條件組成,實驗裝置必須符合這些條件,才得以實現如Grover的搜索演算法Shor質因數分解演算法之類的量子演算法。前五項條件涉及量子計算本身,另外兩項條件則與實現量子通訊有關,比如量子密鑰分發中所使用的條件。我們可以證明,傳統電腦會滿足迪文森佐準則。而對傳統體系和量子體系滿足準則能力的比較,既突顯出處理量子系統時所出現的複雜性,也突顯了量子加速的起源。

準則說明

根據迪文森佐準則,要建造量子電腦,實驗裝置需滿足七項條件。前五項是量子電腦必要的:

  1. 物理系統具有可掌控的量子位元,並具有可擴充性
  2. 能夠將量子位元的狀態初始化為簡單基準狀態
  3. 具有長相關退相干時間
  4. 一組「通用」量子閘
  5. 能夠測量特定量子位元

剩下的兩項則是量子通訊所必需的:

  1. 能夠將本地量子位元和飛行量子位元互相轉換
  2. 能夠準確地在兩點之間傳播飛行量子位元

參見

參考

  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可免費查閱. 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]. (原始內容存檔於2013-05-10) (俄語). 
  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 請檢查|bibcode=值 (幫助). doi:10.1007/BF02650179.