量子计算是量子力学与计算机信息科学之间的交叉学科,它在处理一些复杂的计算问题上表现出经典计算无法比拟的优越性。量子计算的物理实现是通过量子计算机来完成的,而量子计算机的基本单元是量子逻辑门,因此,寻找合适的方法研究和实现量子逻辑门对量子计算的实现具有重大的意义。　　 目前,量子逻辑门是物理实现方案主要有以下五种:NMR方案、腔QED、离子阱、量子点和超导约瑟夫森结。量子逻辑门可以通过对这些物理系统的控制来实现。量子逻辑门的作用实质是对系统量子态实施一个有效的幺正变换,即通过对系统量子态的控制,使之从初态幺正演化到一个期望的末态的过程。由此看来,可以将量子系统的控制理论运用到研究量子逻辑门的实现问题中。　　 本文从对量子系统的控制角度出发,研究了量子电路中两量子比特受控U门的实现问题。由量子系统的控制理论以及半单李代数的嘉当分解可知,任意两量子比特逻辑门的实现问题可看作一个四面体外尔空间内的轨迹操作问题。外尔空间内的坐标与两量子比特逻辑门的局域等价类一一对应,用类矢量来表示一个两量子比特逻辑门局域等价类。本文首先绕过各种具体的物理模型,研究了可用交换含拉比项的哈密顿量描述的耦合量子比特随时间的演化,并推导出时间演化算符在外尔空间内的类矢量坐标与哈密顿量的控制参数之间的关系以及与该类矢量对应的局域操作。在此基础上,本文还推导出在可用交换哈密顿量描绘的物理系统中实现两比特的受控U门时,哈密顿量中控制参数所需满足的条件。最后将超导约瑟夫森结作为量子比特的物理实现方法,提出在射频脉冲作用下的耦合超导量子比特系统中实现受控U门的方案,推导出在约瑟夫森结电容耦合和自感耦合系统中构建两量子比特受控U门时其哈密顿量中拉比频率需满足的条件。文章最后通过两个典型的受控逻辑门--受控相移门和受控非门的实现验证了该方案的可行性。