論文の概要: Experimental Demonstration of Efficient High-dimensional Quantum Gates
with Orbital Angular Momentum
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.05268v2
- Date: Mon, 22 Nov 2021 11:09:43 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-29 11:14:57.404309
- Title: Experimental Demonstration of Efficient High-dimensional Quantum Gates
with Orbital Angular Momentum
- Title（参考訳）: 眼窩角運動量を持つ高次元量子ゲートの実験的研究
- Authors: Yunlong Wang, Shihao Ru, Feiran Wang, Pei Zhang and Fuli Li
- Abstract要約: 平均変換効率93%の4次元Xゲートとその一意な高次オーダーを実験的に実証した。
我々の研究は、任意の高次元量子回路の実現に向けた重要なステップであり、高次元量子通信と計算の実装の道を開くものである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.685726479038803
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum gates are essential for the realization of quantum computer and have
been implemented in various types of two-level systems. However,
high-dimensional quantum gates are rarely investigated both theoretically and
experimentally even that high-dimensional quantum systems exhibit remarkable
advantages over two-level systems for some quantum information and quantum
computing tasks. Here we experimentally demonstrate the four-dimensional X gate
and its unique higher orders with the average conversion efficiency 93\%. All
these gates are based on orbital-angular-momentum degree of freedom of single
photons. Besides, a set of controlled quantum gates is implemented by use of
polarization degree of freedom. Our work is an important step towards the goal
of achieving arbitrary high-dimensional quantum circuit and paves a way for the
implementation of high-dimensional quantum communication and computation.
- Abstract（参考訳）: 量子ゲートは量子コンピュータの実現に必須であり、様々な種類の2レベルシステムで実装されている。
しかし、高次元量子ゲートは理論上も実験上もほとんど研究されておらず、高次元量子システムはいくつかの量子情報や量子計算タスクにおいて2レベルシステムよりも優れた性能を示す。
ここでは、平均変換効率93\%の4次元Xゲートとその一意な高階を実験的に示す。
これらのゲートは全て、単一光子の軌道角-運動量自由度に基づいている。
さらに、制御された量子ゲートの集合は偏極度自由度を用いて実装される。
我々の研究は、任意の高次元量子回路の実現に向けた重要なステップであり、高次元量子通信と計算の実装の道を開く。
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