中文摘要：

量子计算因为具有超越经典计算的能力而受到广泛的关注，离子阱是研究可扩展量子计算的一种重要体系。在离子阱量子计算中，迄今为止，实验上能够实现的最大的量子比特数的纠缠态，但可扩展化仍然是一个巨大的挑战，现有的方案都存在着一定的困难。 我的研究分两部分进行对二维阱的可扩展量子计算进行研究，研究具有较强抗噪声及可扩展的逻辑门方案，以及在此方案上进行一些模拟工作；鉴于纠缠态在量子信息处理中的重要作用，我将在一维线性阱中设计实现大数目量子比特纠缠态的有效实验方案。

结论摘要：

量子计算因为具有超越经典计算和能够模拟量子系统的能力而受到广泛的关注，在众多的实验方案中，离子阱系统是比较受关注的一个，离子阱系统同时也是进行量子仿真的合适体系。量子仿真是量子计算提出的一个重要原因，因为经典计算机无法有效的模拟量子力学系统，Feymann提出了用量子系统模仿量子系统的可能性，在上世纪90年代，Seth Lloyd 证明了Feymann的论断. 本课题的中心是对离子阱系统的量子态进行高保真度的相干控制，围绕这个中心，具体的，我提出了对固体物理中一个重要模型的科尔曼哈密顿量进行模拟仿真，以及对玻色晶格模型进行数字仿真的方案。 虽然我们现在的仿真都处于小数量子比特的阶段，但是在研究这些简单情况后，将为我们对更多的量子比特操控提供经验，同时也可能为那些被仿真的物理模型提供新的研究思路。目前，我的计算工作已经基本完成，文章尚在准备中，预计6月份的时候将发表。