Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
Топ:
Процедура выполнения команд. Рабочий цикл процессора: Функционирование процессора в основном состоит из повторяющихся рабочих циклов, каждый из которых соответствует...
Характеристика АТП и сварочно-жестяницкого участка: Транспорт в настоящее время является одной из важнейших отраслей народного хозяйства...
Интересное:
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Искусственное повышение поверхности территории: Варианты искусственного повышения поверхности территории необходимо выбирать на основе анализа следующих характеристик защищаемой территории...
Влияние предпринимательской среды на эффективное функционирование предприятия: Предпринимательская среда – это совокупность внешних и внутренних факторов, оказывающих влияние на функционирование фирмы...
Дисциплины:
2022-10-03 | 21 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
A major di ffi culty for optical quantum information
Processing (QIP) is in realizing two-qubit entangling logic
Gates. The canonical example is the controlled-NOT gate
(CNOT), which fl ips the state of a target qubit con-
Ditional on a control qubit being in the logical state
“1”—the quantum analogue of the XOR gate. Figure
2a outlines why this operation is di ffi cult: The two opti-
Cal paths that encode the target qubit are combined at
a 50% re fl ecting beamsplitter (BS). The output modes
Of this BS are then combined at a second BS to form a
Mach-Zehnder interferometer. The logical operation of
This interferometer by itself is to do nothing: classical
Interference of the single photon in the interferometer re-
Sults in the target photon exiting in the same state it
entered in, i.e. |0i→|0i;|1i→|1i. If, however, the
π phase shift is applied inside the interferometer (such
that |0i+|1i↔|0i−|1i) the target qubit undergoes a
bit- fl ip or NOT operation: |0i↔|1i. A CNOT must
Implement this phase shift if the control photon is in the
“1” path. No known or foreseen nonlinear optical mate-
Rial has a non-linearity strong enough to implement this
Conditional phase shift (although progress has been made
with single atoms in high- fi nesse optical cavities11,15, as
Discussed below, and electromagnetically induced trans-
Parency has been considered16).
In 2001 a surprising breakthrough showed that scalable
Quantum computing is possible using only single photon
Sources and detectors, and linear optical networks17—
I.e. without the need for an optical nonlinearity. This
scheme uses additional auxiliary (or ‘ancilla’) photons
That are not part of the computation, but enable a CNOT
Gate to work. A cartoon of a non-deterministic (proba-
Bilistic with success signal) CNOT is shown in Fig. 2b.
The control and target qubits, together with two auxil-
iary photons, enter a (here unspeci fi ed) optical network
Of BSs (essentially a multi-path nested interferometer),
Where the four photons’ paths are combined, and quan-
tum interference can occur (Fig. 2c). At the output of
This network, the control and target photons emerge, hav-
Ing had the CNOT logic operation applied to their state,
Conditional on a single photon being detected at both
Detectors. This detection event occurs with probability
P < 1; the rest of the time another detection pattern is
Recorded. The success probability of this nondetermin-
Istic CNOT can be boosted to near-unity by harnessing
|
Quantum teleportation9,18—a process whereby the un-
Known state of a qubit can be transferred to another
Qubit. The idea is to teleport the control and target
Qubits onto the output of a non-deterministic gate that
Has already been measured to have worked19.
Although this ‘KLM’ scheme17 was ‘in-principle’ possi-
Ble, initially the large resource overhead arising from the
nondeterministic interactions and the di ffi culty of con-
Trolling photons moving at the speed of light made it
3
!"
#"
!"
#"
$%&#'" (")"*"
&"
$"
a!
a!
Control!
Target!
Single!
Photon!
Single!
Photon!
Single Photon!
Detection!
Single Photon!
Detection!
Linear Optical
Network!
Linear optical network!
+,"
!"
$"
*"
*"
""&"""
%"
FIG. 2: An optical controlled-NOT gate. a, Schematic of a
Possible realization of an optical CNOT gate. b, Schematic of
The KLM scheme. c, Quantum interference of photons: two
Photons arriving simultaneously at a beamsplitter both leave
In the same output mode with certainty because quantum
Interference of the probability amplitudes to detect a photon
At A and at B destructively interfere. d, A Mach-Zehnder
interferometer. The sensitivity with which the phase φ can be
Measured is related to the gradient of the interference fringe.
Practically daunting. This situation has changed over
The past several years14: Experimental proof-of-principle
Demonstrations of two-20–23 and three-qubit gates24 were
Followed by demonstrations of simple-error-correcting
Codes25–27 and small-scale quantum algorithms28,29. New
Theoretical schemes, which dramatically reduced the con-
Siderable resource overhead30–33 by applying the previ-
Ously abstract ideas of cluster state (or measurement-
based) quantum computing34, were soon followed by ex-
Perimental demonstrations35,36.
Even with these advances, the resource overhead
|
|
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Археология об основании Рима: Новые раскопки проясняют и такой острый дискуссионный вопрос, как дата самого возникновения Рима...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!