量子计算机研究
绍新书
《量子计算机研究》
国防科技大学理学院 李承祖等
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《量子计算机研究》是作者在 防科技大学为
研究生讲授量子信息专题选讲讲稿基础上，经
整理、补充、改写而成的。目标就是追踪这一
迅速发展领域，对这众多的文献资料进行初步
归纳、整理，构建一个初步的系统、体系，总
结出一些规律性的、有普遍意义的结果，希
对从事这个领域的研究生、教师以及对该领域
感兴趣的其他方面的专家学者能起参考和导引
作用。
希望借此书的出版，为推动我国量子计
算机研究尽一点微薄之力。
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《量子计算机研究》分上、下两册，由 家自
然科学基金资助、科学出版社出版。
上册是关于量子计算机原理和物理实现研究。
前四章是关于量子计算机原理
1章：计算机从经典到量子，首先说明计算机
的概念实现，计算机的物理实现必须具备的基
本条件，然后通过实现这些条件的物理原理和
技术进步，说明计算机从经典到量子的发展过程。
最后根据量子物理学的基本原理，说明量子计算
机可能具有的一些特点；
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2章： 量子位和量子门 ，介绍量子计算机
的基本单元部件和量子计算机的通用逻辑门组；
用简单直观方法证明了一量子位任意转动和二位
纠缠门构成量子计算通用逻辑门，并给出几种常
见量子通用逻辑门组形式。
3章： 量子算法，介绍算法的概念和经典算
法复杂性理论、目前已知的几个量子算法，以及
这些算法的Abel隐含子群结构和推广到非Abel隐
含子群的可能性。
最后介绍了量子系统量子计算机模拟算法；
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4章 量子计算机动力学模型，从操控量子系
统就是控制系统哈密顿量和系统与外界作用的
哈密顿量出发，说明实现量子计算对充当量子
计算机的物理系统Hami lton量形式的要求，以
及系统Hamilton量不同成分，在实现量子计算
中的作用；
本章还从量子物理学原理出发阐明量子计算
机消相干的物理机制。
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5，6、 7章，分别介绍目前研究比较多的三
个有希望实现量子计算的物理系统：
离子阱量子计算机、
量子点量子计算机
和超导体量子计算，
其中主要介绍了相关的物理原理、实现方法和研
究进展情况。
8章：绝热量子计算，介绍量子绝热定理以及
它在量子计算中的应用。
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9章：簇态和簇态上的量子计算，介绍簇态的
概念、簇态的表达式，簇态的性质，簇态上以单量
子位测量为基础的量子计算的原理的简单解释以及
利用簇态上单量子位测量模拟通用量子逻辑门组的
定理和通用逻辑门组实现的详细证明。最后介绍了
簇态上以测量为基础的量子计算和量子计算的线路
模型的差别和联系。
最后评述了簇态上量子计算的非网络性质以及
簇态上量子计算的时间顺序和时间复杂度。
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下册是关于量子纠错和容错量子计算。
经典 子计算机依靠成熟的微 子制造技术，
硬件可以达到非常高的可靠性，
