Numerische und Analytische Lösungen für Quanteninformatisch-relevante Probleme

Content Provider	Semantic Scholar
Author	Spörl, A.
Copyright Year	2008
Abstract	Quantencomputer stellen eine der nachsten technologischen Entwicklungsstufen der modernen Computerwissenschaften dar. In der vorliegenden Arbeit sollen einige Aspekte vorgestellt und untersucht werden, die bei der Implementierung von Quantenoperationen (als Bausteine von Quantenalgorithmen) und der Simulation von Quantensystemen relevant sind. Es werden ausgepragte numerischen Untersuchungen zur Implementierung verschiedenster Quantenoperationen auf einer Reihe von Systemen (NMR-Systeme, Josephson-Elemente, u.a. ) vorgestellt. Um solche Operationen (beispielsweise QuantenFourierTransformationen, SWAP- oder vielfach-kontrollierte NOT-Operationen) auch noch auf groseren Systemen untersuchen zu konnen, wurde ein parallelisiertes C++-Programm entwickelt und optimiert. Neben einer hohen Qualitat der Operationen wird ein besonderes Augenmerk auf die minimale Implementierungsdauer gelegt. Die minimalen Zeiten stellen sowohl fur den Experimentator sowie fur den Mathematiker eine interessante Grose dar. Der Erste versucht durch die schnelle Umsetzungen dissipative Effekte zu minimieren, wahrend der Zweite aus dieser Kenngrose Ruckschlusse uber die analytischen Losungen ziehen kann. Dissipative Effekte konnen jedoch auch direkt in die Optimierung mit einbezogen werden. Die so erhaltenen Losungen sind sowohl relaxations- als auch zeitoptimiert. Fur Systeme mit 3 linear gekoppelten Spin-1/2-Qubits lassen sich fur die Simulation indirekter Ising-Kopplungen oder trilinearer Wechselwirkungen auch analytische Losungen finden. Weiter wurde untersucht, in wie weit sich ein erschopfender Satz von einfachen Kriterien aufstellen lasst, um Systeme zu identifizieren deren Dynamik sich durch lokale Operationen invertieren lasst. Als Letztes wurde ein vollstandiger Quantenalgorithmus zur Unterscheidung von zwei Knoten auf einem Spin-1/2-System implementiert. Die notwendigen Quantenoperation wurden in diesem Fall analytisch berechnet. Die erhaltenen Resultate weisen eine hohe Ubereinstimmung mit theoretischen Werten auf.
File Format	PDF HTM / HTML
Alternate Webpage(s)	https://mediatum.ub.tum.de/doc/651334/651334.pdf
Language	English
Access Restriction	Open
Content Type	Text
Resource Type	Article