摘要:量子计算被认为会在某些方面超越和取代经典计算机。其优越性体现在天然的并行计算 能力、纠缠这一尚未被充分发掘的自然资源等方面，然而，基于新的理论基础所建立的量子 计算机，也需要新的算法来编排其运行过程。目前为止，对于量子计算的物理实现已经有了 很多方面的研究，但是对于其算法理论的研究还没有引起足够的关注。本文从量子计算的基 本概念出发，结合IBM QX量子计算平台，对于量子算法的发展历史进行了介绍，并利用IBM QX网络量子计算平台对量子算法进行了验证性试验，证明了量子计算的可行性。

Quantum computation has been expected to outperform and replace classical computa- tion in some respects. It’s parallel computing nature indicates the potential for solving many problems, which is impossible for classical computation. Although the physical realization of quantum computation has gained a lot of attention, the theoretical study of quantum algorithms has been ignored. In this article, we introduce the basic notion of quantum computation and the progress of quantum algorithms. We also test some quantum algo- rithms using IBM QX online quantum computation platform. Our results demonstrate the posibility of quantum  computation.

关键词：量子算法； IBM QX

Keyword: Quantum algorithms; IBM QX

目录

1   引言 4

2   量子计算的理论基础和网络量子实验平台的介绍 4

2.1 量子计算的理论基础 . . . . . . . . . .    . 4

2.1.1 量子比特 . . . . . . . . . .   . 4

2.1.2 量子逻辑门 . . . . . . . . . . .     . 5

2.1.3 测量 . . . . . . . . . . . .  .     . 5

2.1.4 量子算法的表示 . . . . . . . . . .    . 6

2.2 IBM QX简介 . . . . . . . . . . . .      . 6

3   量子算法的讨论和实验 7

3.1 复合量子逻辑门 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

3.1.1 反向CNOT门 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.1.2 SWAP门 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

3.1.3 控制U 门 . . . . . . . . . . .  . 8

3.1.4 逻辑门的近似实现 . . . . . . . . .   . 9

3.1.5 Toffoli门 . . . . . . . . . . .  . 9

3.2 Grover算法 10

3.2.1 无序搜索 10

3.2.2 原型 11

3.2.3 振幅放大法 利用网络量子计算资源实现量子算法的研究:http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_205793.html