論文の概要: Universal quantum multi-qubit entangling gates with auxiliary spaces

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.10631v3
• Date: Wed, 30 Mar 2022 02:47:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-30 03:19:09.037934
• Title: Universal quantum multi-qubit entangling gates with auxiliary spaces
• Title（参考訳）: 補助空間を持つ普遍量子マルチ量子ビットエンタングゲート
• Authors: Wen-Qiang Liu, Hai-Rui Wei, Leong-Chuan Kwek
• Abstract要約: 制御NOT(CNOT)ゲートの実装に有効な量子回路を提案する。 この方法は (2n-1) キュービットキュービットゲートと (2n-2) シングルキュービットゲートを備えた一般的な n-制御量子トフォリゲートの構築に拡張される。 提案した量子回路に基づいて、線形光学を用いた偏光CNOTとトフォリゲートを光子の空間モード自由度で操作して設計する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Universal quantum entangling gates are a crucial building block in the large-scale quantum computation and quantum communication, and it is an important task to find simple ways to implement them. Here an effective quantum circuit for the implementation of a controlled-NOT (CNOT) gate is constructed by introducing a non-computational quantum state in the auxiliary space. Furthermore, the method is extended to the construction of a general n-control-qubit Toffoli gate with (2n-1) qubit-qudit gates and (2n-2) single-qudit gates. Based on the presented quantum circuits, the polarization CNOT and Toffoli gates with linear optics are designed by operating on the spatial-mode degree of freedom of photons. The proposed optical schemes can be achieved with a higher success probability and no extra auxiliary photons are needed.
• Abstract（参考訳）: 量子エンタングゲートは、大規模量子計算と量子通信において重要な構成要素であり、それらを実装するための簡単な方法を見つけることが重要である。 ここでは、補助空間に非計算量子状態を導入することにより、制御NOT(CNOT)ゲートの実装に有効な量子回路を構築する。 さらに、(2n-1) qubit-quditゲートと(2n-2) single-quditゲートを持つ一般的なn-control-qubit toffoliゲートの構築にも拡張されている。 提示された量子回路に基づいて、線形光学系を持つ偏光cnotとtoffoliゲートは、光子の空間モード自由度に基づいて設計される。 提案した光学スキームは高い成功確率で達成でき、追加の補助光子を必要としない。

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