南京邮电大学理学院应用物理系，江苏 南京 210003
利用三量子位Toffoli门等价于两个两量子位控制非门和三个两量子位控制相移门的组合，将每一个控制非门和控制相移门分别用核磁共振脉冲序列及两核自旋系统随时间自由演化算符的组合构成，依据控制非门和控制相移门作用于核自旋系统的顺序，构成量子Toffoli门的核磁共振物理实现，用Suzuki公式数值求解了含时薛定谔方程，验证了量子Toffoli门的核磁共振实现的正确性和可行性。
量子光学 量子Toffoli门 Suzuki乘积公式 核磁共振 自由演化算符 激光与光电子学进展
2023, 60(7): 0727002
1 南通大学电子信息学院, 江苏 南通 226019
2 南通大学计算机科学与技术学院, 江苏 南通 226019
提出了可逆MCT电路中一种新的MCT门交换规则。基于所提出规则给出了MCT门序列的约简、移动规则,实现了更为通用的可逆MCT电路化简算法。 通过实例及所有3变量可逆函数的实验结果验证了该化简算法的有效性,它能进一步减少可逆电路的门数和量子代价。与已有的同类规则相比, 提出的MCT门交换规则没有约束条件,适用性更强,改进了可逆MCT电路的化简结果。
量子计算 可逆逻辑综合 可逆电路化简 MCT门 MCT电路 quantum computation reversible logic synthesis reversible circuit simplification multi-control Toffoli gate multi-control Toffoli circuit
吉首大学 物理科学与信息工程学院, 湖南 吉首416000
基于腔量子电动力学技术，提出了利用三能级超导量子干涉仪实现Toffoli门的理论方案.利用超导量子干涉仪与腔场发生耦合,以及与外加经典脉冲发生共振跃迁来实现量子态的演化控制.该方案可以拓展到N比特Toffoli门的实现.最后，讨论了逻辑门的实验可行性，四比特Toffoli门的作用时间约为30 nm，它远小于腔衰减时间和较高能级的能量驰豫时间，从而足以实现量子态的操控.并且随着比特数的增多，Toffoli门作用时间的增幅较慢.
量子光学 超导量子干涉仪 腔量子电动力学 Toffoli门 Quantum optics Superconducting QuantumInterference Device(SQUID Cavity Quantum Electrodynamics(QED) Toffoli gate
合肥工业大学电子科学与应用物理学院, 安徽 合肥 230009
量子电路是实现量子态幺正演化的手段，一位和两位门是构成量子电路的基础。Barenco 用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门功能，张登玉在Barenco 的工作基础上对用基本的两位量子逻辑门实现n位量子逻辑门功能进行了改进。通过对Barenco方案和张登玉方案的分析和研究，提出了一个用基本的两位量子 逻辑门实现n位量子逻辑门功能的新方案，该方案结构更简单，且所用的两位门更易于实现，同时指出和改正了张文的不太准确的结论。
量子信息 量子逻辑电路 量子逻辑门 幺正变换 Toffoli门 quantum information quantum logic circuit quantum logical gate unitary transformation Toffoli gate
1 衡阳师范学院物理与电子信息科学系, 湖南 衡阳 421008
2 湘潭大学材料与光电物理学院, 湖南 湘潭 411005
提出了一种在腔QED系统中用一个五能级原子通过原子-腔共振相互作用实现三量子比特Toffoli门的方案。在该方案中，两个量子化的腔模充当控制比特， 而原子的两个低能态构成目标比特。数值结果表明，当同时考虑原子高能态的自发辐射和腔模的衰减对量子门保真度的影响时，腔场的衰减是主要的噪声来源。 讨论了原子-光场耦合常数的偏差对三量子比特Toffoli门保真度的影响以及方案在实验上的可行性。
量子信息 三量子比特Toffoli门 腔QED 保真度 quantum information three-qubit Toffoli gate cavity QED fidelity
