量子计算机利用量子力学进行计算,使我们能够准备和操纵没有经典等价物的状态。特别是,叠加和纠缠等现象可能使量子计算机在某些应用方面胜过经典计算机。事实上,事实已经证明,随着整数的增加,寻找整数素因数所需的步骤数呈指数增加 [1]。然而,Shor 的因式分解算法可以在多项式时间内对素数进行因式分解。事实上,D-Wave 2000Q 计算机已经取得了令人鼓舞的结果,因为它能够使用 94 个逻辑量子比特门对数字 376289 进行因式分解 [2]。因此,开发新的加密协议至关重要,因为在线交易的安全性假定不可能使用经典算法在合理的时间内对大数进行因式分解。此外,量子计算机有望有效模拟大型原子系统以了解其特性。使用经典计算机,随着原子数量的增长,计算时间呈指数级增长,而在量子计算机上,计算时间呈多项式增长 [3]。实现这些有用的量子算法取决于构建不受噪声影响的精确量子硬件。环境噪声会降低量子比特的相干时间,这意味着量子比特无法长时间保持在所需状态以执行复杂的计算。目前,量子比特的相干时间在 10 微秒的数量级,这不足以解决有趣的问题。因此,减轻噪声和设计耐噪声的量子计算机是必要的。为此,要充分利用量子计算机的功能,就必须表征和了解噪声源以及它们如何影响特定的量子系统。通常,T 1 和 T 2 用于量化噪声。在
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