본문 바로가기 주메뉴 바로가기
22대 대한민국 국회 국회정보길라잡이 국회의원검색
회원가입 로그인
HOME

정보검색

소장정보 검색

국회도서관 홈으로 정보검색 소장정보 검색
결과 내 검색 동의어 포함
결과 내 검색 동의어 포함

-

목차보기

Title Page

Contents

Abstract 12

요약 13

Chapter Ⅰ. Introduction 14

1. Backgrounds and Objectives 15

2. Thesis structure 17

3. Terminology 18

Chapter Ⅱ. Preliminaries 19

1. Quantum Information 19

1.1. Qubits 19

1.2. Information entropy 20

1.3. Classical system: mutual information 20

1.4. Quantum system: entanglement entropy 21

1.5. Local projective measurement and classical remainders 22

2. Quantum Computing 23

2.1. General process on quantum computing 23

2.2. Linear optical quantum computing 24

Chapter Ⅲ. Classical and quantum information in bipartite system 33

1. Introduction 35

2. Correlation between C and I 36

2.1. Approximating the complex coefficients of wavefunction 36

2.2. Numerical approach of MI and QE 37

3. Analysis of I(C) 39

4. Multi-qubit systems with ℓ ＞ 2 41

5. Summary and discussion 43

Chapter Ⅳ. Software Platform for Linear Optical Quantum Computing 45

1. Introduction 45

2. LOQC Software Platform 48

2.1. Overall structure 48

2.2. Decomposer 49

2.3. Mapper 51

2.4. Controller 53

3. Use case: Bell-state generation 57

4. Summary and Discussion 59

Chapter Ⅴ. Conclusion 63

Appendices 65

A. List of Contributions 65

A.1. Publications 65

A.2. Talks in Conference 65

B. Derivation of Eq. (2.14) from the definition of QE 66

C. Mutual information when 68

D. Full calcuation of MZI unitary matrix 69

E. Linear transformation of one MZI 70

Bibliography 71

List of Tables

Table Ⅰ.1. Glossary 18

Table Ⅱ.1. Commonly used quantum gates with proper phase values followed by Eq. (2.24). 29

Table Ⅲ.1. Statistical quantities obtained from p(C|I) at each given I. 39

List of Figures

Figure Ⅱ.1. (a) An quantum circuit representation for arbitrary unitary operation U. A qubit prepared on the state |Ψ₀〉 evolves to state |Ψ₁〉 from... 26

Figure Ⅱ.2. Implementation of one-qubit gates in LOQC. 28

Figure Ⅱ.3. Implementation of two-qubit gates in LOQC. 30

Figure Ⅱ.4. (a) Staggered MZI network by Clements et al.. (b) Triangle MZI network by Reck et al.. 32

Figure Ⅲ.1. Schematic diagram of this work. 34

Figure Ⅲ.2. (a) Histogram h(C, I) ≡ p(C, I)△C△I with △C ＝ △I ＝ 10⁻², obtained from an ensemble of N ＝ 2 x 10⁹ pure states, where the coefficients are... 37

Figure Ⅲ.3. Conditional PDF's obtained from Fig. III.2. 38

Figure Ⅲ.4. Mutual information I(α;△) [Eq. (3.15)] as a function of α at different values of △ ≡ α-β. I have chosen △ ＝ 0.1π, 0.2π, and 0.4π to obtain... 41

Figure Ⅲ.5. A four-qubit system (ℓ ＝ 4) divided into two sections (ℓA ＝ ℓB ＝ 2). (a) Histogram h(E, I) ≡ p(E, I)△E△I with △E ＝ △I ＝ 10⁻²,...[이미지참조] 42

Figure Ⅲ.6. Histogram h(E, I) for (a) ℓ ＝ 2ℓA ＝ 6 and (b) ℓ ＝ 2ℓA ＝ 8. The simulation parameters are the same as in Fig. III.5 (a).[이미지참조] 43

Figure Ⅳ.1. Overall software structure and module diagrams of LOQC. 46

Figure Ⅳ.2. Decomposition flow on LOQC. 50

Figure Ⅳ.3. Mapper flow on LOQC. 52

Figure Ⅳ.4. Controller flow on LOQC. 54

Figure Ⅳ.5. Hardware data flow in LOQC. 56

초록보기

 큐비트는 양자정보와 양자컴퓨팅에서 두 가지의 분간되는 양자상태로 물리적 특성을 파악하거나 활용할 때 기본이 되는 단위이며, 원자의 에너지 준위, 입자의 스핀 각운동량, 빛의 편광성을 큐비트로 정의될 수 있다. 양자정보에서는 이러한 물리적 실체를 바탕으로 이론적으로 양자계에서의 정보를 탐구하고 분석하며, 양자컴퓨팅은 이러한 체계를 우리가 사용하는 컴퓨터와 같이 계산적으로 활용하는 것에 목적이 있다. 양자정보 측면에서 이 연구에서는 2큐빗 시스템에서 양자 얽힘의 양을 결정하는 일치도와 양자상태의 국소 투영 측정 이후 고전 잔여물로 발생하는 상호 정보량 사이의 상관관계를 조사한다. 일반적인 2큐빗 양자상태의 규격조건이 만족된 확률진폭을 균일 확률 분포에서 추출하여, 일치도와 상호 정보량의 결합 확률 분포를 구성하여 이를 분석한다. 구성된 분포에서 상호 정보량은 대부분 0값을 가지지만, 일치도와 고전 정보량간 양의 상관성을 가지는 것을 발견하였다. 이 결과는 역으로 양자상태가 붕괴하여 얻은 고전 정보로 양자정보의 양을 가늠할 수 있음을 시사한다. 한편 양자컴퓨팅 측면에서 이 연구는 선형광기반양자컴퓨팅 하드웨어가 주어지는 경우 이를 제어할 소프트웨어 플랫폼을 어떻게 구성할지 제안한다. 이 구현체계에서는 레이저 출력에 의한 광원과 마하-젠더 간섭계로 큐빗과 양자 게이트를 표현됨이 알려져 있다. 하지만 범용적으로 프로그래밍가능하고 규모 확장성 있는 광기반 하드웨어용 소프트웨어 체계는 아직 합의가 이루어져있지 않다. 본 연구에서 이러한 조건을 가지는 하드웨어를 제어할 소프트웨어를 4가지 모듈, 분해기, 합성기, 제어기, 그리고 유저가 조작할 인터페이스로 구성한다. 소프트웨어의 작동예제로 Reck이 제안한 MZI구조를 가정한 벨 상태 생성 알고리즘을 제시한다. 궁극적으로는 두 주제를 종합하여 광기반양자컴퓨팅 플랫폼이 주어진 상황에서 시험가능한 사례를 제시하고 분석할 방법을 논의한다.

추천서가 (다양한 추천 자료를 만나보세요)

권호기사보기

권호기사 목록 테이블로 기사명, 저자명, 페이지, 원문, 기사목차 순으로 되어있습니다.
기사명 저자명 페이지 원문 기사목차