基于绝热量子计算模型求解数学问题的理论研究

项目名称： 基于绝热量子计算模型求解数学问题的理论研究

项目编号： No.61501514

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 无线电电子学、电信技术

项目作者： 段乾恒

作者单位： 中国人民解放军战略支援部队信息工程大学

项目金额： 21万元

中文摘要： 绝热量子计算是一种不需要精确量子逻辑门操作的量子计算模型，其对退相干具有较好的抵御能力，因此可能实验要求相对较低。加拿大的D-Wave公司已建造了基于此计算模型的512位“量子计算机”，并实现了一些优化问题的求解。本项目拟针对大数分解、线性方程组求解等数学问题，研究其基于绝热量子计算模型的算法设计，并对如何减少其物理实现过程中所需的辅助量子比特进行研究，研究我们构造的绝热算法在热力学噪声环境下的实际效率。通过本项目的研究，拟设计出针对大数分解、线性方程组求解等数学问题的绝热算法，并能够解决其物理实现过程中的理论障碍，并对算法在实际物理系统中的效率进行正确估计。

中文关键词： 绝热量子计算；大数分解；线性方程组；量子算法；热力学噪声

英文摘要： Adiabatic quantum computation (AQC) is a quantum computation model which does’t need accurate quantum gate operations. It is robust to the decoherence and therefor it may reduce the experimental requirements. The D-Wave company has declared a 512 qubit quantum machine which is based on AQC and run some optimization problems. In this project, we will construct adiabatic algorithms for some mathmatical problems, large number factoring and solving linear systems of equations as an example. Then we will continue to investigate on how to reduce the auxilliary qubit numbers in experimentally realizing these adiabatic algorithms. Finally, we will study the algorithms’ actual efficiency in the thermal noise. Through the reseach in this project, we may construct adiabatic algorithms for large number factoring, solving linear systems of equations. What’s more, we may solve the theoretical problems in the experiment realization and figure out the efficiency of these algorithms in real physcial systems.

英文关键词： adiabatic quantum computation;large number factoring;linear system of equations;quantum algorithm;thermal noise