我们研究了使用由通过分束器发送的纯乘积态形成的纠缠态进行连续变量门隐形传态。我们表明,对于(通常)非幺正门,此类状态是 Choi 态,并且我们推导出隐形传态的相关 Kraus 算子,该算子可用于实现输入状态上的非高斯、非幺正量子操作。通过这一结果,我们展示了如何使用门隐形传态对使用 Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 代码编码的玻色子量子比特进行纠错。该结果是在确定性产生的宏节点簇状态的背景下提出的,这些状态由恒定深度线性光学网络生成,并补充了 GKP 状态的概率供应。我们的技术的结果是,无需主动压缩操作即可实现门隐形传态和纠错的状态注入——这是量子光学实现的实验瓶颈。
玻色子模式在各种量子技术中有着广泛的应用,例如用于量子通信的光子、用于量子信息存储的自旋系综中的磁振子和用于可逆微波到光量子转导的机械模式。人们对利用玻色子模式进行量子信息处理的兴趣日益浓厚,其中电路量子电动力学(电路 QED)是其中的主要架构之一。量子信息可以编码到具有长相干时间的玻色子超导腔模式的子空间中。然而,标准的高斯运算(例如,光束分裂和双模压缩)不足以实现通用量子计算。主要的挑战是在高斯运算之外引入额外的非线性控制,而不会增加显著的玻色子损失或退相干。在这里,我们回顾了超导电路单个玻色子码通用控制的最新进展,包括幺正控制、量子反馈控制、驱动耗散控制和完整耗散控制。还讨论了纠缠不同玻色子模式的各种方法。2021 中国科学出版社。由 Elsevier BV 和中国科学出版社出版。保留所有权利。
▶ Aaronson 和 Arkhipov 的技术成果对于计算密钥消耗至关重要,但不需要玻色子采样的经典计算复杂性。 ▶ 我们超越了无碰撞机制 ▶ 使用可访问信息作为安全量化器——量子数据锁定 [8,9]。 ▶ 有界量子存储器:Eve 存储量子信息的时间不会超过有限(已知)的时间。
(2013)。 22. A. Zubarev,D. Dragoman,应用。物理。 Lett.104,183110(2014)。 23. A. Zubarev,D. Dragoman,J. Phys. D 47,425302(2014年)。 24. A. Zubarev,国际半导体会议(CAS)文集,109,罗马尼亚锡纳亚(2014 年)。 25. GJ Milburn、S.Schneider、DFV James、Fortschr。物理学 48, 801 (2000)。 26. UL Andersen, G. Leuchs, C. Silberhorn, 激光光子学评论4, 337 (2010)。 27. A. Zubarev、M. Cuzminschi、A. Isar,罗马学院院刊。第20、251页(2019年)。 28. A. Croitoru,I. Ghiu,A. Isar,Rom. Rep. Phys. 72,102 (2020年)。 29. M. Calamanciuc,A. Isar,Rom. J. Phys. 65,119 (2020年)。 30.X.-B. Wang,T. Hiroshima,A. Tomita,M. Hayashi,Phys.报告448,1(2007)。 31. V. H¨andchen、T. Eberle、S. Steinlechner、A. Samblowski、T. Franz、RF Werner 和 R. Schnabel, Nat.
2 平衡单粒子格林函数 9 2.1 格林函数的定义.....................................................................................................................................................................................................................................9 2.2 松原格林函数的性质....................................................................................................................................................................................................................................10 2.2.1 周期性和傅里叶级数....................................................................................................................................................................................................................10 . ... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ................................................................................................................................................................................................. 17 2.4.1 莱曼表示.................................................................................................................................................................................................... 17 2.4.2 希尔伯特变换....................................................................................................................................................................................... 17 2.4.2 希尔伯特变换....................................................................................................................................................................................................... 17 20 2.4.3 松原频率求和....................................................................................................................................................................................................................20 2.5 2 粒子相关函数....................................................................................................................................................................................................................................................................21
在其成立的早期,量子力学也被称为波浪力学,量子状态被称为波形[1],这突显了材料运动的经典轨道现实的根本性,这种情况在现代量子光学上反转,在现代量子上,经典性与波动性质和非类粒子相关(量子性7 pontic)是与2相关的pontos iS pontos is classication s的相关性。对非经典性的追求导致量子光学的出现,许多理论上鉴定了光的非经典特性(玻璃体场),例如挤压,反式堆积,副统计统计数据,SchrödingerCat States等,这些量子已经经验丰富,并且已经经验丰富,并且已经进行了数量的量化。现在已广泛认识到,波斯环境状态的非经典性是量子力学的基本组成部分,也是量子实践中的重要资源,具有广泛的应用。已做出了明显的努力来检测和量化国家的非古老性,并引入了各种措施或量化器。第一个广泛使用的数量来表征光的非经典性,似乎是曼德尔的Q参数[11],它使用光子数与泊松分布的偏差来指示非经典性。各种基于距离的
光子量子信息处理是量子技术的主要平台之一 1 – 5,它主要依靠光量子干涉来产生不可或缺的有效光子 - 光子相互作用。然而,由于光子的玻色子性质 7 和传统酉光学元件的受限相位响应 8、9,这种有效的相互作用从根本上局限于聚束 6。在这里,我们提出并通过实验证明了非酉超表面实现的光量子干涉的新自由度。由于独特的各向异性相位响应产生了两个极端的本征操作,我们展示了对两个单光子有效相互作用的动态和连续控制,使得它们表现出玻色子聚束、费米子反聚束或任意中间行为,超出了它们固有的玻色子性质。这种量子操作为基础的量子光物质相互作用和用于量子通信、量子模拟和量子计算的创新光子量子装置打开了大门。超材料是一种具有亚波长元素的结构化材料,可以实现自然界中无法找到的波响应。通过定制超材料,人们已经展示了诸如负折射率、亚衍射成像和隐形斗篷等前所未有的特性 10 – 13 。超表面(二维超材料)使我们能够利用平面光学任意定制经典光的波前和传播 14 – 18 。同时,光子是极好的量子信息载体,因为它们具有长相干时间、室温稳定性、易于操纵和光速信号传输。使用单光子源、分束器、移相器和单光子探测器的量子光子学一直是量子计算、量子模拟和量子通信的主要平台之一 1 – 5 。因此,将超材料无与伦比的光控制与量子光学相结合,可以带来量子信息应用的全新可能性 19 – 22 。光子量子信息处理应用(如线性光学量子计算 1 、玻色子采样 23、24、量子行走 25 和量子通信 26)的核心操作单元是量子双光子干涉 (QTPI)。分束器是此量子操作的关键元素。当两个无法区分的单光子同时到达 50:50 分束器的两个输入端口时,QTPI 表现为洪-欧-曼德尔 (HOM) 效应 6 。在原始的 HOM 实验中,两个光子总是聚集在一起,并以相同的输出离开分束器
造成量子非局域性和违反贝尔不等式的原因。3纠缠一直是量子信息技术和工艺发展的重要资源。4–13 利用纠缠进行量子信息处理依赖于操纵量子系统的能力,无论是在气相还是固相中。在我们之前的工作中,我们研究了纠缠以及在光学捕获的极性和/或顺磁性分子阵列中进行量子计算的前景,这些分子的斯塔克能级或塞曼能级作为量子比特。13,14 在这里,我们考虑被限制在光阱中的 87 个 Rb 原子的玻色-爱因斯坦凝聚态 (BEC) 15,并研究其自旋和动量自由度之间的纠缠。原子的超精细塞曼能级及其量化动量可以作为量子比特,甚至是更高维的量子比特,即具有 d 维的量子比特。我们注意到,在气态系统中实现玻色-爱因斯坦凝聚态,随后又演示了自旋轨道耦合的玻色-爱因斯坦凝聚态 16,为量子控制开辟了新途径。在反应动力学的背景下,自旋轨道耦合
摘要。玻色子采样是一个计算问题,最近被提出作为获得明确量子计算优势的候选方案。该问题在于从线性干涉仪中不可区分的玻色子的输出分布中进行采样。有强有力的证据表明,这样的实验很难用经典方法模拟,但它可以通过专用的光子量子硬件自然解决,包括单光子、线性演化和光电检测。这一前景激发了大量的努力,从而导致实验性地实现越来越大的设备。我们回顾了光子玻色子采样的最新进展,描述了所取得的技术进步和未来的挑战。我们还讨论了原始问题变体的最新提议和实现、考虑缺陷时出现的理论问题,以及开发用于验证玻色子采样实验的合适技术的进展。最后,我们讨论了光子玻色子采样装置在原始理论范围之外的未来应用。