[发明专利]量子计算机以及量子计算方法

权利要求书

1、一种量子计算机，其特征在于，具有：N个物理系统，具有光学上允许在下3状态|0＞、|1＞、|2＞和上2状态|3＞、|4＞之间的跃迁的5个状态|0＞、|1＞、|2＞、|3＞、|4＞，N是2以上的整数；以及光共振器，在内部配置这些物理系统，

所有物理系统的|2＞和|3＞之间的跃迁的跃迁频率同所述光共振器的共振频率相等；

|3＞和|4＞之间的跃迁频率的分布宽度比所述下3状态间的跃迁频率的最大值大N倍以上；

同某一物理系统的|0＞和|4＞之间、|1＞和|4＞之间或者|2＞和|4＞之间的跃迁共振的光和其他物理系统的所有光跃迁充分非共振。

2、一种量子计算机，其特征在于，具有：N个物理系统，具有光学上允许在下4状态|0＞、|1＞、|2＞、|5＞、|6＞和上2状态|3＞、|4＞之间的跃迁的6个状态|0＞、|1＞、|2＞、|3＞、|4＞、|5＞、|6＞，N是2以上的整数；以及光共振器，内部配置这些物理系统，

所有物理系统的|2＞和|3＞之间的跃迁的跃迁频率同所述光共振器的共振频率相等；

|3＞和|4＞之间的跃迁频率的分布宽度比所述下3状态间的跃迁频率的最大值大N倍以上；

同某一物理系统的|0＞和|4＞之间、|1＞和|4＞之间、|2＞和|4＞之间、|2＞和|5＞之间或者|6＞和|4＞之间的跃迁共振的光和其他物理系统的所有光跃迁充分非共振。

3、如权利要求1或2所述的量子计算机，其特征在于，

各物理系统是结晶体中掺杂的稀土类离子，

状态|3＞以及|4＞是所述稀土离子的不同的电子激发态。

4、一种量子计算方法，使用权利要求1所述的量子计算机，其特征在于，

对于两个物理系统，利用同|0＞和|4＞之间以及|2＞和|4＞之间的跃迁共振的光，把状态|0＞变化到状态|2＞，

将共振的光脉冲入射到共振器，

利用同|0＞和|4＞之间以及|2＞和|4＞之间的跃迁共振的光，将状态|2＞返回到状态|0＞，对于由所述两个物理系统的状态|0＞和状态|1＞构成的量子比特进行控制非门操作。

5、一种量子计算方法，使用权利要求2所述的量子计算机，其特征在于，

对于第k个物理系统和第m个物理系统，m≠k，

在第k个物理系统，利用同|1＞和|4＞之间以及|5＞和|4＞之间的跃迁共振的光，把状态|1＞变化到|5＞，在第m个物理系统，利用同|1＞-|4＞之间以及|2＞-|4＞之间的跃迁共振的光，把状态|1＞变化到状态|2＞，

用同第k个物理系统的|5＞和|3＞之间的跃迁以及第m个物理系统的|6＞和|3＞之间的跃迁共振的两个光脉冲，进行利用共振器的绝热转移，

用同所述两个光脉冲的相对相位相差180度的、同第k个物理系统的|5＞和|3＞之间的跃迁以及第m个物理系统的|6＞和|3＞之间的跃迁共振的两个光脉冲，进行利用共振器的绝热转移，

在第k个物理系统，使用同|1＞和|4＞之间以及|5＞和|4＞之间的跃迁共振的光，把状态|5＞返回到状态|1＞，在第m个物理系统，使用同|1＞和|4＞之间以及|2＞和|4＞之间的跃迁共振的光，把状态|2＞返回到状态|1＞，对由第k个物理系统以及第m个物理系统的状态|0＞和状态|1＞构成的量子比特，进行控制非门操作。