Universal quantum Controlled-NOT gate
研究了一种对取自布洛赫球一个大圆的量子比特的两个未知态执行特定操作的最优通用幺正受控非门。最佳通用C-NOT门和“赤道”量子克隆机(QCM)之间的深类比。此外,还简要讨论了通用C-NOT门的可能应用。
2010-07-28 quant-ph
Yang--Baxterizations, Universal Quantum Gates and Hamiltonians
描述拓扑纠缠的幺正编织算符可以看作是量子计算的通用量子门。借助于Brylinskis定理,量子杨-巴克斯特方程的么正解也可以与通用量子门联系起来。本文从辫子关系的解出发,通过杨--化,导出了量子杨--巴克斯特方程的么正解。本文研究了六顶点模型的非标准表示和标准表示的杨-化以及非零八顶点模型的完全解。我们构造了哈密顿算符,它负责导致薛定谔方程的酉辫算子的时间演化。
2005-10-01 hep-th math-ph math.MP
Teleportation scheme implementing the Universal Optimal Quantum Cloning Machine and the Universal NOT gate
通过对量子态隐形传态协议稍加修改,可以很普遍地实现作用于单个量子比特的通用量子克隆机和通用非门。根据上述方案的1到2克隆过程的实验演示已经实现了光子偏振编码的量子比特。
2003-04-10 quant-ph
Universal Quantum Entanglement Concentration Gate
我们构造了一个普适的量子纠缠浓度门(QEC-门)。QEC-Gate的特殊时间操作可以使一个纯二能级二体纠缠态达到接近最大纠缠。通过调整浓缩步长,变换能以最佳概率达到任意要求的保真度。我们还生成了Schmidt可分解多部系统的QEC-Gate。
2000-01-18 quant-ph
Universality of single qudit gates
本文考虑一组量子单量子门$\mathcal{S}=\{g_1,\ldots,g_n\}\subset G$是否是泛量子门的问题,即闭包$\overline{<\mathcal{S}>}$是否等于$G$,其中$G$是特殊酉群或特殊正交群.对于$\mathcal{S}$中的每个门$g$,我们将其图像分配到伴随表示$\mathrm{Ad}_g$下,其中$\mathrm{Ad}:G\rightarrow SO(\mathfrak{g})$和$\mathfrak{g}$是$G$的李代数。$\mathcal{S}$的普适性的必要条件是唯一与所有$\mathrm{Ad}_{g_i}$可换的矩阵与恒等式成比例。如果另外在$<\mathcal{S}>$中存在一个元素,其到$G$中心的希尔伯特-施密特距离属于$]0,\frac{1}{\sqrt{2}}]$,则$\mathcal{S}$是普适的。使用这些,我们提供了一个简单的算法,允许决定的普遍性的任何一组$d$维门在有限数量的步骤,并制定一般的分类定理。
2017-07-27 math-ph math.GR math.MP
Learning robust control for generating universal quantum gates
构造一组通用的量子门是量子计算的一项基本任务。在实现量子门的过程中,噪声、扰动和涨落的存在是大多数实际量子系统不可避免的。本文采用基于采样的学习方法来寻找鲁棒控制脉冲,以产生一组通用量子门。数值结果表明,在实现通用量子门的过程中,所学习的鲁棒控制场对扰动、不确定性和波动不敏感。
2016-06-20 quant-ph
A Universal Two--Bit Gate for Quantum Computation
证明了一类两输入两输出的门的存在性,其中任何一个门对量子计算都是普适的。这是通过显式构造Deutsch [Proc.~ R.~ Soc.~伦敦。~ A { \bf 425},73(1989)]作为由单个两位门的副本组成的网络。
1995-05-24 quant-ph
Universal Quantum Gates For Tensors
针对向量空间的张量引入了一种通用的量子门。通过使用这样的门的整数幂和通过使用经典的可逆门,可以将酉群的任何元素近似到所需的任何精度。证明使用了克罗内克理论的一个版本和张量的布洛赫球结构。
2017-02-25 quant-ph
Efficient Universal Quantum Compilation: An Inverse-free Solovay-Kitaev Algorithm
Solovay-Kitaev算法是量子计算中的一个基本结果。它给出了一个算法,有效地编译任意酉使用通用门集:任何酉可以近似由短门序列,其长度尺度只是多进制精度。因此,门集合的选择在量子计算中通常是不重要的。然而,Solovay-Kitaev算法要求门集合是逆闭的。如果没有这个条件,是否可以进行有效的算法编译,这一直是一个长期存在的问题。在这项工作中,我们提供了第一个无逆Solovay-Kitaev算法,它没有假设在一个门集内的结构超越普遍性,回答这个问题的肯定,并提供了一个有效的编译算法,在没有逆$\text{SU}(d)$和$\text{SL}(d, \mathbb{C})$。该算法的工作原理是通过证明广义泡利群的近似门实现可以自校正它们的错误。
2021-12-03 cs.DS math-ph math.MP
A framework for semi-universality: Semi-universality of 3-qudit SU(d)-invariant gates
本文提出用于理解非阿贝尔对称性量子线路的框架,证明了3-qudit SU(d)不变门的半普适性,并发现其补充3个辅助qudits后可达完全普适性,同时揭示了2-qudit门在至多11个辅助qudits下也能实现普适性。
2024-07-30 hep-th math-ph math.MP
Teleportation scheme implementing contextually the Universal Optimal Quantum Cloning Machine and the Universal Not Gate. Complete experimental realization
通过对量子态隐形传态的标准协议进行重大修改,实现了量子力学严格禁止的两个过程:通用非门和通用最优量子克隆机.特别地,已经报道了Tele-UNOT Gate的第一个实验演示,一种新的量子信息协议(cfr. quant-ph/0304070)。一个完整的实验实现的协议在这里。
2003-10-03 quant-ph
Universality of universal single-qubit-gate decomposition with coherent errors
在量子计算中,为了产生任意的一比特和两比特量子门,通常采用泛分解的方法,并证明了泛分解的普适性。然而,在实际的实验中,门误差可能会影响通用分解的通用性。在这里,我们专注于单量子比特门分解方案,并研究相干误差对普适性的影响。证明了在所研究的参数空间中,某些相干误差不会影响原普适性,而另一些相干误差则会破坏原普适性,给出了具有相干误差的普适性的定义和解析解,并在此基础上提出了恢复具有相干误差的运算精度的方法.我们还给出了三种相干性的分析结果,这提供了另一种度量的普遍性和全面描绘的各种相干错误的分解方案的弹性。我们的工作为量子编译引入了一种与现有方法不同的思维方式。
2022-11-07 quant-ph
Universal Set of Quantum Gates for Double-Dot Exchange-Only Spin Qubits with Intradot Coupling
提出了一种基于双量子点中只交换自旋量子比特的通用量子门操作,其中每个量子比特由(2,1)填充中的三个电子获得.门操作通过静电调制隧道势垒和两个点之间的能量偏移来解决,分别为单占用和双占用。我们提出了Hadamard门和$π$ /8门的单量子位操作的显式门序列,以及双量子位控制的非(CNOT)门,以完成泛集.考虑了双占据量子点中两个电子之间不可切换的相互作用。采用自旋密度泛函理论模拟得到短的门时间。
2014-04-09 quant-ph
Experimental realization of 7-qubit universal perfect controlled-NOT and controlled square-root NOT gates
受控非门和受控平方根非门在量子算法中起着重要的作用。本文报道了这两种通用量子逻辑门(受控平方根非门和受控非门)在7量子比特NMR量子计算机上的实验结果。进一步,我们提出了一种简单的实验方法来测量和校正受控相移门中的误差,这有助于在实验上构造更完美的相移门,也可以用于更多量子比特的离散傅里叶变换。
2001-09-12 quant-ph
Universal fault-tolerant quantum computation with only transversal gates and error correction
编码酉门的transmittance实现对于容错量子计算是非常可取的。虽然横向门本身不能在计算上通用,但它们可以与特别提取的资源状态相结合,以实现通用性。我们证明了Bravyi和Haah [Phys. Rev. A 86 052329(2012)]为状态蒸馏引入的“三正交”稳定器代码允许受控-受控-Z门的横向实现。然后,我们构造了一个通用的容错门,没有状态蒸馏,仅使用横向受控-受控-Z,横向Hadamard,和容错纠错。我们还调整了Bravyi和Haah的蒸馏程序,以Toffoli门,改进现有的Toffoli蒸馏计划。
2013-09-04 quant-ph
Benchmarking of universal qutrit gates
针对qutrit系统研究需求,该研究提出基于超二面体群的通用qutrit门集合表征方案,其T门基准测试资源需求与现有Clifford随机基准测试相近,结合后可实现通用qutrit门集的完整表征。
2024-01-29 quant-ph
High-fidelity universal quantum gates through quantum interference
扭曲快速通过是一种非绝热快速通过,它产生了可控的量子干涉效应,在2003年首次在实验中观察到。我们表明,扭曲的快速通道扫描可以用来实现一套通用的量子门,高保真操作。对于通用集合中的每个门,提供扫描参数值,模拟指示扫描参数值将产生具有错误概率P_{e} < 10**(-4)的量子门。请注意,此通用集合中的所有门都由 ** 单一 ** 类型的控制字段(扭曲快速通过)驱动,并且每个门的错误概率都低于准确度阈值P_{a} ~ 10**(-4)的粗略估计。模拟表明,扭曲快速通过产生的通用门集显示出用于量子计算的容错方案的希望。
2009-04-05 quant-ph
Linear optical universal quantum gates with higher success probabilities
通用量子门是量子计算机设计的核心。利用线性光学分别在单光子和双光子辅助下构造了两个紧凑的量子线路来实现后选择控制相位翻转(CPF)门和Toffoli门。现有的线性光学CPF门的最大成功概率为1/4,是通过求助于辅助单光子而不是纠缠光子对或两个单光子来实现的。值得注意的是,我们的Toffoli门是在不使用额外的纠缠光子对和基于标准分解的方法的情况下以1/30的当前最大成功概率完成的。在现有技术条件下,线性光学实现这两个通用门是可行的,并在大规模光学量子计算中提供了潜在的应用。
2022-11-17 quant-ph
High-fidelity universal quantum gates through group-symmetrized rapid passage
扭曲快速通过是一种非绝热快速通过,产生可控的量子干涉效应,在2003年首次在实验中观察到。它表明,扭曲的快速通道扫描可以用来实现一个通用的量子门,高保真度操作。门组包括Hadamard和NOT门,以及相位门、π/8门和受控相位门的变体。对于通用集合中的每个门g,提供扫描参数值,数值模拟指示该扫描参数值将产生以小于10**(-4)的误差概率近似g的酉运算。请注意,通用集合中的所有门都是使用单个控制字段族实现的,并且每个门的错误概率都低于准确度阈值10**(-4)的粗略估计。
2010-08-04 quant-ph
Non-Adiabatic Universal Holonomic Quantum Gates Based on Abelian Holonomies
利用动力学不变量,基于阿贝尔完整性,利用李代数方法实现了完整量子门的非绝热普适集。与以前的实现不同,该方案不依赖于二次方法,如双环或自旋回波,并避免了相关的实验困难。事实证明,这种门存在纯粹的非绝热制度,这些系统。
2014-02-07 quant-ph
A 2 rebit gate universal for quantum computing
在电路模型中,我们展示了如何使用仅具有实振幅的状态(量子图灵机模型中已知的结果)有效地执行任何量子计算。这使我们能够识别一个2-qubit(实际上是2-rebit)门,它对于量子计算是通用的,尽管它不能用于执行任意的幺正变换。
2002-10-27 quant-ph
A Single Universal n-bit Gate for Reversible Circuit Synthesis
在文献中已经提出了许多包含多于一种门类型的通用可逆库。如果在电路结构中使用单个门类型,则可逆电路的实际实现容易得多。本文提出了一种可逆n位门,它是通用的可逆电路综合。所提出的门是可扩展的,根据电路的大小。该文件表明,使用所提出的门的合成电路的大小与使用3-in/out可逆电路的混合可逆库的合成电路的大小相当。
2013-06-05 cs.ET quant-ph
Universal Sets of Quantum Gates for Detected Jump-Error Correcting Quantum Codes
针对最近发展起来的跳纠错量子码,构造了一组通用的量子门。这些量子代码能够纠正由可区分的量子比特自发衰变到统计独立的库中所产生的错误。建议的通用量子门的帮助下构造的海森堡和伊辛型哈密顿作用于这些物理量子比特。这样就保证了即使在应用这些量子门之一时,相关的纠错码空间在任何时候都不会被留下。所提出的纠缠门特别适合于可扩展的量子处理单元,其基本寄存器基于四量子比特系统。
2002-08-30 quant-ph
Universal quantum gates
本文研究了作用于量子点的量子门的普适性,量子点是d维希尔伯特空间中的态,其中d至少为2。我们确定哪些2-qudit门V具有以下性质:(i)所有1-qudit门的集合与V一起产生任意精度的所有n-qudit门,或者(ii)所有1-qudit门的集合与V一起精确地产生所有n-qudit门。我们证明了(i)和(ii)是V上的等价条件,并且它们成立当且仅当V不是本原门。这里我们说V是本原的,如果它把任何可分解张量变换成一个可分解张量。我们讨论了一些应用程序,也与其他作者的工作的关系。
2001-08-13 quant-ph
Universality of a standard two-qubit gate by catalytic embedding
Centre for Quantum Mathematics, University of Southern Denmark(南丹麦大学量子数学中心)
通过催化嵌套,研究发现受控-V门可实现通用量子计算,以最小开销模拟标准门集并提供合成算法。
2026-02-21 quant-ph
On the non-existence of a universal Hadamard gate
通过考虑两个不同的原则,即在LOCC下无超光速信号和不增加纠缠,我们建立了对于任意未知量子比特不存在通用Hadamard门。还表明,当且仅当量子位态是我们最近工作中获得的特殊形式时,这些原则不被违反[IJQI(出版中),quant-ph/0505068]。
2006-06-28 quant-ph
Exact solutions for a universal set of quantum gates on a family of iso-spectral spin chains
我们找到了一个通用的量子门的量子计算机,即两个层次的系统阵列的可扩展的候选人的精确解。门是由动力学和几何(非阿贝尔)相结合。以前,这些门大多是在不可扩展的系统上构建的,并且通过在哈密顿算子的控制参数的流形中的循环之间进行数值搜索。
2005-09-25 quant-ph
Optimized design of universal two-qubit gates
我们构建了CNOT和其他通用双量子位门的优化实现,与许多先前提出的协议不同,这些实现是在一个步骤中进行的。新协议需要可调的量子位间耦合,但作为回报,门操作的质量有了显着的改善。我们的优化过程可以进一步扩展到基本的双量子比特以及不可约的多量子比特门的组合。
2004-12-10 cond-mat.mes-hall quant-ph
A universal quantum circuit for two-qubit transformations with three CNOT gates
我们考虑通过CNOT门和单量子比特幺正门实现两量子比特的幺正变换。我们表明,通过一个明确的量子线路,连同本地门三个CNOT门是必要的和足够的,以实现任意幺正变换的两个量子比特。我们还确定了两个量子比特门的子集,可以执行只有两个CNOT门。
2003-08-04 quant-ph
Universal fault-tolerant gates on concatenated stabilizer codes
一个经常被引用的事实是,没有量子代码可以支持一组通用和横向的容错逻辑门。这个不可行的定理通常是对其他普适性构造的兴趣,包括幻态蒸馏。然而,被广泛忽视的是,非横向的,但仍然容错的,直接工作在小量子代码的门的可能性。在这里,我们证明正是这种门的存在。特别是,我们展示了如何通过执行多轮中间纠错来克服非横向性的限制,以在稳定器代码上创建逻辑门,这些稳定器代码除了用于综合征测量所需的那些之外不使用任何辅助工具。此外,我们构造的逻辑门,最突出的例子是Toffoli和受控-受控-Z,通常在其代码上完成通用门集。我们详细介绍了最小的量子码,5-qubit和7-qubit码,这样的通用结构,然后继续推广的方法。这种推广的一个显著结果是,任何具有完整的容错单量子位Clifford门集合的非退化稳定器码都具有通用的容错门集合。另一个是逻辑量子比特在不同稳定器代码之间的相互作用,例如,这意味着一种广泛适用的代码切换方法。
2016-09-18 quant-ph
Universal quantum computation by holonomic and nonlocal gates with imperfections
利用完整(几何)量子隐形传态构造了一个非定域的通用门。研究了不完全控制的经典参数的误差的影响,这些参数的循环变化建立了完整的门。此外,还研究了量子退相干对作为计算原语的完整隐形传态的影响。完整的实施方面的控制误差和耗散的优点。
2002-08-12 quant-ph
Clifford algebras and universal sets of quantum gates
本文应用Clifford代数构造了$n$ -量子比特系统的计算通用量子门集。它是基于著名的应用李代数连同特别简单的交换律的克利福德代数,其中规定,所有的基本元素要么可换或反可换。
2001-04-04 quant-ph
Protocol for universal gates in optimally biased superconducting qubits
我们提出了一个新的实验协议,用于在由固定的片上线性电抗耦合的超导量子比特寄存器中执行通用门。量子比特具有固定的失谐拉莫尔频率,并且在整个门操作期间可以保持偏置在其最佳工作点,在该最佳工作点处,由于控制参数的波动引起的退相干被抑制到一阶。双量子比特门通过以适当的幅度和相位在其各自的拉莫尔频率下同时照射两个量子比特来执行,而单量子比特门通过通常的单量子比特照射脉冲来执行。
2004-12-01 cond-mat.supr-con quant-ph
A Simple Proof that Toffoli and Hadamard are Quantum Universal
最近,Shi证明了Toffoli和Hadamard是量子计算的普适性。这也许是人们在概念上所能期望的最简单的通用门集合;它表明人们只需要添加阿达玛门就可以使一组“经典”的门量子通用。本文利用Kitaev的泛门集给出了这一事实的几行证明,并讨论了结果的意义。
2003-01-09 quant-ph
Both Toffoli and Controlled-NOT need little help to do universal quantum computation
一组经典的通用门需要什么额外的门来进行通用量子计算?我们通过证明任何单量子比特实门都足够来回答这个问题,除了那些保留计算基础的。Gottesman和Knill[quant-ph/9807006]的结果表明,任何只涉及受控非门和Hadamard门的量子线路都可以用经典电路有效地模拟。相反,我们证明了受控非加上任何不保持计算基并且不是Hadamard(或类似物)的单量子比特实门对于量子计算是通用的。以前,只有一个“通用”门,即旋转一个与π不相称的角度,已知在这两个问题中是足够的,如果只添加一个单量子位门。
2002-05-26 quant-ph
Robustness of a universal gate set implementation in transmon systems via Chopped Random Basis optimal control
我们数值研究了基于transmon的系统中由CNOT门、Hadamard门、相位门和$π/8$门组成的通用双量子比特门的实现。实现这种门的控制信号是使用斩波随机基最优控制技术获得的,目标门失真为$10^{-2}$。在优化过程中,我们考虑了非计算状态的泄漏,这是影响transmon量子位的一个重要的非理想性。我们还测试和基准的最佳控制解决方案对高斯白噪声和频谱失真,两个关键的非理想性,影响transmon系统中的控制信号的引入。
2022-07-27 quant-ph
Quantum $\mathcal{R}$-matrices as universal qubit gates
研究了拓扑量子计算的Chern-Simons方法。我们使用量子$\mathcal{R}$ -矩阵作为通用量子门,并研究了一些单量子比特操作的近似。我们做了一些修改,已知的Solovay-Kitaev算法适合我们的特定问题。
2020-04-16 hep-th quant-ph
Realization of a Universal Quantum Gate Set for Itinerant Microwave Photons
本研究利用超导电路实现了微波频段无需后选择的确定性光子-光子通用门集合,测得单、双量子比特门保真度分别为75%和57%,为超导量子网络提供了新的技术路径。
2021-06-07 quant-ph
Universal quantum gates for hybrid systems assisted by quantum dots inside double-sided optical microcavities
本文提出了在双面光学微腔中利用量子点辅助,在飞行光子量子比特和静止电子自旋量子比特之间构造通用量子门,即受控非门、三量子比特Toffoli门和Fredkin门的确定性方案.我们的门的控制量子比特被编码在运动的单光子的偏振上,目标量子比特被编码在光学微腔中的量子点中的受限电子自旋上。我们在混合系统上设计的这些通用量子门方案具有一些优点。首先,原则上所有的门都以100%的成功概率完成。其次,我们的方案不需要额外的量子比特。第三,门的控制量子位很容易操纵,目标量子位非常适合存储和处理。第四,为了获得高保真度,门不要求非耦合腔的透射与耦合腔的反射可平衡。第五,三个通用门的器件工作在弱耦合和强耦合两种情况下,在实验上是可行的。
2013-02-08 quant-ph
Universality in Quantum Computation
我们表明,在量子计算中,几乎每一个在两个或更多位上操作的门都是通用门。我们讨论了各种物理考虑轴承的计算组件,如逻辑门的普遍性的正确定义。
1995-05-24 quant-ph
Universal quantum gates between nitrogen-vacancy centers in a levitated nanodiamond
我们提出了一个方案,实现通用量子门之间的氮空位(NV)中心的光陷纳米金刚石,通过均匀的磁场诱导耦合之间的NV中心和悬浮的纳米金刚石的扭转模式。门是容忍的扭转模式的热噪声。将该方案与动态解耦技术相结合,发现在目前的实验条件下,高保真度量子门是可能的。该方案对基于NV中心的量子网络和分布式量子计算具有重要意义
2018-09-30 quant-ph
Robust high-fidelity universal set of quantum gates through non-adiabatic rapid passage
我们展示了如何使用单一形式的非绝热快速通道来实现一个强大的高保真通用量子门集,其参数被优化以最大化门保真度和奖励门鲁棒性。通用集合中的每个门都以0.99988 < F < 0.99999范围内的保真度F工作,并且需要不超过14位(1/10,000)精度的控制参数。这样的精度是在商业上可用的任意波形发生器的范围内,因此,对这种高保真通用量子控制方法的实验研究似乎是可行的。
2011-08-22 cond-mat.mes-hall quant-ph
Operation of universal gates in a DXD superconducting solid state quantum computer
我们证明了在DXD超导固态量子计算机(quamputer)中可以实现完整的门集,从而证明了它的普适性。
2000-04-07 cond-mat.mes-hall cond-mat.other cond-mat.supr-con
Universality of single quantum gates
我们提供了一个严格的证明,即所有可能的2-qubit门G的开放稠密集具有这样的性质,即如果量子电路模型被限制为只允许交换qubit线和G对线的应用,则该模型在计算上仍然是通用的。
2014-05-20 math.GR quant-ph
Universal quantum gates for Quantum Computation on magnetic systems ruled by Heisenberg-Ising interactions
量子计算的门版本利用多个量子密钥资源作为叠加和纠缠来达到优异的性能。在这种方式下,这个理论是建立在模仿经典计算机门的某些假设过程。至于光学和磁系统,这些门是作为量子演化获得的。尽管如此,在某些情况下,它们是作为进化效应的渐近序列获得的。目前的工作利用直接和的发展运营商的非本地的基础上驱动的二分海森堡-伊辛模型构建一套等价的通用门作为直接发展这种相互作用。得到这些门的处方报告,以及一般程序来评估其性能。
2016-11-17 quant-ph
Classical Active-Space Hybrid Quantum Subspace Expansion (CASH-QSE): Quantum Corrections without Remeasuring the Classically Calculable Energy
University of Toronto(多伦多大学);University of Toronto Scarborough(多伦多大学士嘉堡校区)
CASH-QSE方法在经典层面保留CASSCF参考态,构造严格正交的量子态,通过厄米本征值问题获得能量,无需重叠测量,在H2O和N2键伸缩基准上达到化学精度,并显著降低采样成本。
2026-09-09 physics.chem-ph quant-ph
Fast universal quantum gates on microwave photons with all-resonance operations in circuit QED
电路量子电动力学(QED)中超导量子比特上的斯塔克位移在以前的工作中被用来在超导谐振器上构造通用量子纠缠门。它是色散区中谐振器和量子比特之间的二阶耦合效应,这导致量子比特上的缓慢状态选择旋转。本文提出了两种在多个超导谐振器耦合到一个超导量子点构成的微波-光子量子处理器中的超导谐振器上构造快速通用量子门的方案,即在两个微波-光子谐振器上构造受控相位(c相位)门和在两个微波-光子谐振器上构造受控相位门在三个谐振器上的(cc-相位)门,采用量子谐振操作,而没有任何驱动场。与以往的工作相比,我们的通用量子门在理论上具有更高的量子效率和更短的操作时间。数值模拟结果表明,我们的c相门的保真度为99.57%,在约38.1 ns和我们的cc相门的保真度为99.25%,在约73.3 ns。
2015-03-11 quant-ph
Toward The Universal Quantum Cloner Limit For Designing Compact Photonic CNOT Gate
提出了一种基于量子点和通用克隆器的光子CNOT门的近确定性紧凑模型。我们的设计超过了克隆者的最佳限制5/6,我们表明,它提供了保真度约91%的弱耦合制度。
2019-06-15 physics.optics quant-ph
Universal quantum gates based on both geometric and dynamic phases in quantum dots
提出了一种大规模量子计算机模型,其量子比特由半导体量子点上的基态和单激子态对着的子空间表示。该系统中的量子门可以通过动态演化和非绝热几何相位的混合方法来实现。
2003-04-28 quant-ph
Applications of Universal Parity Quantum Computation
我们证明了一个通用的门集的奇偶编码,这是一个对偶的标准门模型,通过探索几个量子门算法,如量子傅立叶变换和量子加法的适用性。与传统的基于门的实现相比,在奇偶校验编码中嵌入这些算法减少了电路深度,同时保持了多量子位门计数的可比性。我们进一步提出了多量子比特门在定制编码和一个有效的策略来准备图形状态的简单实现。
2022-11-02 quant-ph
Proposal for implementing universal superadiabatic geometric quantum gates in nitrogen-vacancy centers
我们提出了一个可行的方案来实现一个通用的量子门的几何相位和超绝热量子控制的基础上。结合两种策略的优点,所提出的量子门具有鲁棒性和快速性。以金刚石氮-空位中心体系为例进行了说明。我们表明,这些门可以实现在一个简单的两级配置,通过适当控制的幅度,相位和频率的微波场。门的鲁棒性和快速的功能被确认通过比较保真度的建议超绝热几何相位(受控相位)门与其他两种相位(受控相位)门。
2016-04-27 quant-ph
Contextual, Optimal and Universal Realization of the Quantum Cloning Machine and of the NOT gate
本文报道了用量子注入光参量放大(QIOPA)同时实现通用最优量子克隆机(UOQCM)和通用非门(UNV)。这两个过程,禁止在其确切形式的基本量子限制,被发现是普遍的和最佳的,和测量的保真度F<1被发现接近的极限值评估的量子理论。这项工作可能会启发,但很少探索内在的量子力学的深层结构的基本公理性质的互连。
2003-12-15 quant-ph
Universal set of quantum gates for double-dot spin qubits with fixed interdot coupling
在非均匀磁场作用下,我们提出了一套适用于双量子点中由两个电子自旋实现的单重态-三重态量子比特的通用门操作。所有的栅极操作都是通过利用电偏置切换两个点之间的电位偏移来实现的,并且不需要对点之间的隧道耦合进行时间依赖性控制。我们分析了双电子动力学,并计算了作为所施加的电偏压的函数的有效量子比特旋转角。我们提出了明确的门序列的单量子比特旋转两个正交轴,和CNOT门序列,完成通用门集。
2007-02-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
An Explicit Universal Gate-set for Exchange-Only Quantum Computation
单一的物理相互作用对于一般的量子计算来说可能不是通用的。然而,在某些情况下,它可以在子空间上产生通用的量子计算。例如,通过将逻辑量子比特编码到多个物理量子比特的阵列中,单个各向同性或各向异性交换相互作用可以生成通用逻辑门集。最近,交换相互作用的编码普遍性在三量子比特阵列上得到了明确的证明,这是最小的非平凡编码。我们现在提出一个四量子位阵列上的离散通用逻辑门集的确切规格。我们展示了如何用最多3个最近邻交换操作来精确地实现单量子比特操作,以及如何用29个并行最近邻交换相互作用或54个串行门来生成编码的受控非操作,这些操作是使用遗传算法和Nelder-Mead搜索从广泛的数值优化中获得的。我们的门序列可直接应用于具有交换相互作用的量子线路的实现。
2003-12-23 quant-ph