论文题目量子计算机中的消相干研究和量子编码

the explicit conditions. Next, we study amplitude decoherence, in the same order as for studying phase decoherence, i.e., form the single qubit case to the multip1e qubits case, form the independent decoherence case to the collective decoherence case, and then to the general case of spatially‐correlated decoherence. Amplitude decoherence is much more sophisticated than phase decoherence. To describe its properties, we develop a method called the short‐time perturbative expansions for the state fidelities. This approach is proven to be a useful tool for studying open quantum systems. 

There are three kinds of quantum codes, i.e., the quantum error correcting codes (QECCs), the quantum error preventing codes (QEPCs), and the quantum error avoiding codes (QEACs). The QECCs are quantum analogy of the classical error correcting codes. The QEPCs are based on the quantum Zeno effect, and the QEACs essentially exploit collective effects in the decoherence process. We have three aspects of contribution to the quantum coding theory. First, we propose the first extensive quantum error avoidance scheme. The scheme uses two qubits to protect one qubit information, and encodes arbitrary input states into corresponding coherence‐preserving states in a larger Hilbert space. Second, we improve the previously‐discovered quantum error prevention schemes. The previous schemes deal with independent decoherence, and use four qubits to encode one qubit information. We propose a two‐bit QEPC which protects a bit of quantum information from general spatially correlated decoherence. Third, we extend the decoherence model in the quantum error correction schemes to more realistic circumstances. It is assumed that the qubits are decohered independently in the previous quantum error correction schemes. We show that the QECCs devised in the case of independent decoherence are also valid for reducing general spatia1ly‐correlated decoherence, and the quantum error correction operations need not be altered. 

Key words: quantum computers, quantum parallelism, decoherence, quantum coding