Efficient overlap estimation of high-dimensional quantum states is an important task in quantum information and a core element in computational speedups of quantum machine learning. Here we experimentally demonstrate the SWAP test that measures the overlap of two motional states in a system of trapped $^{171}\mathrm{Yb}^+$ ions. To illustrate the versatility of our implementation, we report the overlap measurement of a variety of quantum states: Fock states, coherent states, squeezed vacuum states, and cat states. We highlight applications of the SWAP test by measuring the purity of mixed states. Our results enable quantum information processing with high dimensional quantum states.
A resource-efficient and noise-robust entanglement witness based on the swap test
University of Trento（特伦托大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare - Trento Institute for Fundamental Physics and Applications (INFN-TIFPA)（意大利国家核物理研究所 - 特伦托基础物理与应用研究所）
Complementing Quantum Error Correction in Quantum Metrology via Swap Test
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；Fuzhou University（福州大学）；The Hong Kong Institute of Quantum Information Science and Technology, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学香港量子信息科学与技术研究所）；State Key Laboratory of Quantum Information Technologies and Materials, The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学量子信息技术与材料国家重点实验室）
Enhancing Expressivity of Quantum Neural Networks Based on the SWAP test
Pitaevskii BEC Center（皮塔耶夫斯基BEC中心）；Department of Physics, University of Trento, Via Sommarive 14, 38123 Trento, Italy（特伦托大学物理系）；INFN-TIFPA, Trento Institute for Fundamental Physics（INFN-TIFPA，特伦托基础物理研究所）；Department of Information Engineering（信息工程系）；Computer Science, University of Trento, Via Sommarive 9, 38123 Trento, Italy（计算机科学，特伦托大学）；Department of Mathematics, Alma Mater Studiorum - University of Bologna piazza di Porta San Donato 5, 40126 Bologna, Italy（数学系，博洛尼亚大学）
COMPAS: A Distributed Multi-Party SWAP Test for Parallel Quantum Algorithms
Brown University（布朗大学）；Yale University（耶鲁大学）；Pacific Northwest National Lab（太平洋西北国家实验室）；Harvard University（哈佛大学）；QuEra Computing Inc.（QuEra计算公司）；North Carolina State University（北卡罗来纳州立大学）
Experimental quantum pattern recognition in IBMQ and diamond NVs
University of Florence（佛罗伦萨大学）；European Laboratory for Non-Linear Spectroscopy (LENS)（欧洲非线性光谱实验室（LENS））；Technische Universitaet Dortmund（多特蒙德工业大学）；CNR-INO（意大利国家研究委员会-国家光学研究所）
Unitary Schur Sampling of Qudits via Random SWAP Tests: Hunt for Antisymmetry
Duke Quantum Center, Duke University（杜克大学量子中心）；Department of Electrical and Computer Engineering, Duke University（杜克大学电气与计算机工程系）；Department of Physics, Duke University（杜克大学物理系）
本文提出仅用成对 SWAP 测试实现任意置换不变混合态的酉 Schur 采样，通过反复提取最大反对称子系统，将算法转化为 Young 图随机遍历，并应用于量子纯度放大以最优纯化态。
Responsive Operations for Key Services (ROKS): A Modular, Low SWaP Quantum Communications Payload
量子密钥分发（QKD）是一种理论上经过验证的面向未来的安全加密方法，它从基本物理原理继承了其安全性。Craft Prospect与许多英国组织合作，一直致力于验证实现QKD的技术，以便它们可以用于包括纳米卫星在内的较小平台。无论是在专用平台上还是作为更大的光通信的一部分托管，量子通信技术的规模都将大幅缩小，从而降低成本，这将在相对较快的时间尺度上改善量子加密的潜在访问。ROKS任务旨在成为第一批将QKD有效载荷在CubeSat上发送到低地球轨道的任务之一，展示新开发的模块化量子技术的能力。ROKS有效载荷包括一个量子源模块，该模块随机提供从量子随机数发生器馈送的四种线性偏振态中的任何一种的光子;一个采集、指向和跟踪系统，用于微调量子源光束与光学地面站的对准;一个成像仪，该成像仪将自主检测云层覆盖;以及控制和监视其他模块的机载计算机，其管理有效载荷并确保系统的总体性能和安全性。这些模块中的每一个都是以立方体卫星的低SWaP开发的，但考虑到其他卫星形状因子的互操作性。我们介绍了列出的每个组件，以及我们的测试台的初始测试结果和我们的原型飞行模型在与6 U CubeSat平台系统初始集成之前的性能。完成的ROKS有效载荷将在2022年底准备飞行，各种模块化组件已经为飞行奠定了基础，并集成到第三方通信任务中。
High-fidelity entangled photon pairs from a quantum-dot-based single-photon source
University of Basel（巴塞尔大学）；Jet Propulsion Laboratory, California Institute of Technology（加州理工学院喷气推进实验室）；University of Illinois Urbana-Champaign（伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校）；Ruhr-Universität Bochum（波鸿鲁尔大学）
