基于仲氢的 NMR 量子信息处理

本论文探讨液态 NMR 量子信息处理器中的初始化与可分离性问题。我们制备位于纠缠阈值之上的纯量子态。我们的纯态量子计算机其纯度源自仲氢分子中高度极化的核自旋态。论文始于对常规基于 NMR 的量子信息处理的批评，概述该技术的主要优势与弱点。我们描述仲氢中核自旋态的增强磁有序，以及利用此效应实现纯纠缠态的初始化实验。这些态确实可用作实现量子算法的初态：我们描述 Deutsch 与 Grover 量子算法的实现。“twirl”操作将完全任意的输入态转换为 Werner 单态。本文进行了该操作的 NMR 实现。我们还分析将量子计算机中某些高度极化量子比特的纯度共享到任意维度的量子子空间的可能性，以及这些共享操作是否增加或减少纠缠的可能性。