論文の概要: Practical implementation of arbitrary nonlocal controlled-unitary gate via indefinite causal order
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.08073v1
- Date: Mon, 09 Mar 2026 08:13:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-10 15:13:15.689218
- Title: Practical implementation of arbitrary nonlocal controlled-unitary gate via indefinite causal order
- Title（参考訳）: 不確定因果順序による任意の非局所制御単位ゲートの実装
- Authors: Wen-Qiang Liu, Zi-Han Zheng, Zhang-Qi Yin, Hai-Rui Wei,
- Abstract要約: 量子ゲートテレポーテーションは、遠隔ノード間の直接の相互作用を伴わない非局所量子演算の実装を可能にする。
不確定因果順序(ICO)を介して、空間的に分離された2つのパーティに作用する任意の制御単位ゲート(CU)を実装するための効率的なプロトコルを提案する。
我々の研究は、フレキシブルな演算を伴うスケーラブルな分散量子計算のための実践的なフレームワークを確立する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.3846617073090846
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum gate teleportation enables the implementation of nonlocal quantum operations without direct interactions between distant nodes. We propose an efficient protocol for implementing arbitrary controlled-unitary (CU) gates acting on two spatially separated parties via indefinite causal order (ICO). By establishing a maximally entanglement between two remote nodes and coherently superposing orders of single-qubit gates, our protocol circumvents the drawback of complex local two-qubit operations. This ICO-based approach enables full programmability of CU gates by adjusting the inherent single-qubit operations, offering advantages over conventional fixed causal-order methods in terms of reduced circuit complexity and improved experimental flexibility. Furthermore, we develop an optical construction to implement the polarization CU gate using a stable and reciprocal Sagnac interferometer. Our work establishes a practical framework for scalable distributed quantum computation with flexible operations.
- Abstract（参考訳）: 量子ゲートテレポーテーションは、遠隔ノード間の直接の相互作用を伴わない非局所量子演算の実装を可能にする。
本研究では,不確定因果順序(ICO)を用いて,空間的に分離された2つのパーティに作用する任意の制御単位ゲート(CU)を実装するための効率的なプロトコルを提案する。
2つのリモートノード間の最大絡み合いを確立し、単一キュービットゲートの順序を整合的に重ね合わせることにより、このプロトコルは複雑なローカル2キュービット演算の欠点を回避することができる。
このICOベースのアプローチは、固有の単一キュービット演算を調整し、回路複雑性の低減と実験柔軟性の向上の観点から、従来の固定因果順序法よりも有利なCUゲートの完全なプログラマビリティを実現する。
さらに,安定かつ相反するサニャック干渉計を用いて,分極CUゲートを実装するための光学構造を開発する。
我々の研究は、フレキシブルな演算を伴うスケーラブルな分散量子計算のための実践的なフレームワークを確立する。
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