연속 가변 양자 컴퓨터에서 게이트는 어떻게 구현됩니까?


16

저는 초전도 양자 컴퓨터를 주로 사용했습니다. 저는 캐나다의 스타트 업 Xanadu 가 구축 하는 것과 같은 연속 가변 클러스터 상태를 만들기 위해 광자를 사용하는 광자 양자 컴퓨터의 실험적인 세부 사항에 대해 잘 알고 있지 않습니다 . 이러한 유형의 양자 컴퓨터에서 게이트 작동은 어떻게 구현됩니까? 그리고이 경우 범용 양자 게이트는 무엇입니까?


3
Tim Ralph는 또한 arxiv.org/abs/1103.6071
— M. Stern

답변:


7

촬영 A (폭 상태) 공간 - 모드의 단순한 조화 진동자 (SHO) F = ⨂ 케이 H의 K , H의 k는 모드의 SHO의 힐베르트 공간 인 케이 .nF=⨂kHkHk케이

이주는 일반적인 소멸 연산자를 K 와 같은 번호의 상태에 작용 K를 | N ⟩ = √ㅏ케이을위한N≥1및K| 0⟩=0과 모드에서 생성 연산자K등 †의 K 와 같은 번호의 상태에 작용 † K | N⟩= √ㅏ케이|엔⟩=엔|엔−1⟩엔≥1ㅏ케이|0⟩=0케이ㅏ케이†.ㅏ케이†|엔⟩=엔+1|엔+1⟩

SHO의 해밀턴은 (ℏ=1 인단위).H=ω(ㅏ케이†ㅏ케이+12)ℏ=1

그런 다음 구적법을 정의 할 수 있습니다. Pk=−i

엑스케이=12(ㅏ케이+ㅏ케이†)
관측 가능한 2 (ak−a†k). 이 시점에서 수행 할 수있는 다양한 작업 (해밀턴)이 있습니다. 직교에 대한 이러한 연산의 효과는 연산자A의 시간 진화를˙A=i[H,A]로 사용하여 알 수 있습니다. 시간에 대한이 적용t은제공 :X:P↦P-tP:X↦X+t1
피케이=−나는2(ㅏ케이−ㅏ케이†)
ㅏㅏ˙=나는[H,ㅏ]티
엑스:피↦피−티
피:엑스↦엑스+티
이것은 ω = 1 인 SHO의 Hamiltonian 일 뿐이며위상 변이를 제공합니다. ± S = ± 1
12(엑스2+피2):엑스↦코사인⁡티엑스−죄⁡티피,피↦코사인⁡티피+죄⁡티엑스,
ω=1 압착 작업자로 알려져 있으며, 여기서 + S
±에스=±12(엑스피+피엑스):엑스↦이자형±티엑스,피↦이자형∓티피,
P를 쥐어 짜다+에스(−에스) .피(엑스)

ㅏ엑스+비피+씨엑스피에스H

(엑스2+피2)2

제이케이

±비제이케이=±(피제이엑스케이−엑스제이피케이):ㅏ제이↦코사인⁡티ㅏ제이+죄⁡티ㅏ케이,ㅏ케이↦코사인⁡티ㅏ케이−죄⁡티ㅏ제이
ㅏ제이=엑스제이,피제이ㅏ케이=엑스케이,피케이

상기 동작은 연속 가변 양자 컴퓨팅을위한 범용 게이트 세트를 형성한다. 자세한 내용은 여기를 참조하십시오.

이러한 통합을 구현하려면

디(α(티))ε제이α(티)=나는∫티0티∫제이(아르 자형,티')⋅ε이자형−나는(케이⋅아르 자형−승케이티')디아르 자형디티'엑스α피α

시스템은 고조파 발진기이기 때문에 시스템 자체 만 발전시켜 위상 편이를 적용 할 수 있습니다. 물리 위상 시프터를 사용하여 수행 할 수도 있습니다.

(χ(삼))

이와 동일한 비선형 성으로 인해 Kerr Hamiltonian도 구현 될 수 있습니다.

Beamsplitter 작동은 당연히 beamsplitter를 사용하여 수행됩니다.

당사 사이트를 사용함과 동시에 당사의 쿠키 정책과 개인정보 보호정책을 읽고 이해하였음을 인정하는 것으로 간주합니다.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.