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这是量子信息ppt下载，主要介绍了量子信息简介；量子比特；量子计算；量子克隆；量子隐形传态；量子算法，欢迎点击下载。
Chapter One
Content:
1.1 量子信息(quantum information)简介
QI是研究用量子力学系统完成信息处理的学科。
QI最初起源于人们对量子力学的探究，以及人们对单个量子系统进行完备控制的兴趣。
超光速？→ 量子不可克隆定理(No-cloning theorem)
腔量子电动力学(Cavity Electro-dynamics, C-QED)
扫描隧道显微镜(Scanning tunneling microscope, STM)
QI是计算机科学发展的结果。
1936年图灵提出计算模型——图灵机
冯∙诺依曼提出存储程序工作原理，五大部件
1947年晶体管诞生
1965年提出Moore定律，21世纪前尺度将达极限，量子效应将 使电路无法正常工作
算法的有效性：计算复杂度(computational complexity)
有效算法：计算时间随问题规模按多项式增长
非有效算法：计算时间随问题规模指数增长
例：大数因子分解，130位数～1个月; 400位数～10(宇宙年龄)
1985年，Deutsch：量子计算机(quantum computer)可能更有效！
Deutsch算法
1994年，Shor算法
1995年，Grover算法
QI是信息论和通信科学发展的结果。
香农(Shannon)：信息的定义，noiseless channel coding theorem, noisy channel coding theorem (error-correcting codes)
1995年，舒马赫(Schumacher )提出香农第一定理的量子对应，提出qubit概念。香农第二定理的量子对应尚未建立，但量子纠错码发展起来了。
1992年，Bennett等，密集编码(superdense coding)
1993年，Bennett等，量子隐形传态(teleportation)
分布式量子计算(distributed quantum computation)
量子密码(quantum cryptography) 或量子密钥分配(quantum key distribution, QKD)(已实用化)：
目前最广泛使用的密码体系：RSA密码体系
BB84协议、B92协议、EPR协议等
量子纠缠(entanglement)，纠缠纯化与浓缩(purification and concentration), 量子中继器(quantum repeater)等
1.2 量子比特(quantum bit, qubit)
Practice
n量子比特：
讨论：n个qubit的态构成多少维的Hilbert空间？用计算基展开时有多少个展开系数？就n=500情况估计一下数量级。
单比特门：量子Z门
单比特门：Hadmard门
多比特门
量子线路实例1：
该量子线路完成交换(swap)操作。
受控-U门：
1.4 量子克隆
量子不可克隆定理(no-cloning theorem)：
1.5 量子隐形传态(Teleportation)
量子隐形传态(teleportation) 是在发送方和接收方没有传统通信信道连接的情况下，传送量子状态的过程。
设待发送态为 ，通信双方为Alice & Bob，他们之间需要共享一个Bell态(以下采用 )，则三个粒子的初始状态为：
此后的局域操作协议为：
1、Alice先执行CNOT操作：
再让第一个比特经过一个H门：
再对粒子1&2进行测量：各以1/4的概率得到 中的一个，相应地，Bob的粒子处于：
2、Alice通过经典通信告知Bob其测量结果(消耗两个经典比特)。
3、Bob根据Alice的结果做相应的操作得到被传送态：
不做任何操作
执行NOT即X操作
执行Z操作
先执行X操作再执行Z操作
另一种等价的说法：
纠缠交换(entanglement swapping)：
1.6 量子算法(quantum algorithms)
量子算法：
1985年， David
Deutsch定义了量子
图灵(Turing)机，
预言了量子计算机
的潜在能力。
算法: 用于求解某一类问题的指令序列集合。
算法复杂度( computational complexity)：用于衡量算法的难易程度。
一个问题的大小可以用一个整数n表示，n是指定这个问题需要输入的信息量的度量。如果一个问题的大小是n，解这个问题的算法需要的时间(或计算步数)为T(n)，当n增大时T(n)的增加不比n的一个多项式函数增加更快，称这一算法为多项式时间算法，不是多项式时间的算法称为指数算法。
能用多项式时间算法求解的问题称为P类问题。人们将迄今未找到多项式时间解法(但并未证明它没有多项式时间算法)的问题称为NP类问题。
量子并行性 ( quantum parallelism):
量子并行性：由于量子叠加性，量子计算机不仅可以作用于某个计算基态，而且可以同时作用于各个计算基态。
考虑作用于N量子比特上的函数 f 。f 的变量有2N个，经典计算需2N次，而量子计算只需计算一次。
量子计算机运行一次，其效果相当于
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