线性光学门成功概率的标度

Fast estimation of outcome probabilities for quantum circuits

We present two classical algorithms for the simulation of universal quantum circuits on $n$ qubits constructed from $c$ instances of Clifford gates and $t$ arbitrary-angle $Z$-rotation gates such as $T$ gates. Our algorithms complement each other by performing best in different parameter regimes. The $\tt{Estimate}$ algorithm produces an additive precision estimate of the Born rule probability of a chosen measurement outcome with the only source of run-time inefficiency being a linear dependence on the stabilizer extent (which scales like $\approx 1.17^t$ for $T$ gates). Our algorithm is state…

量子询问逻辑门

Quantum interrogation logic gates

量子询问可以作为量子信息的基本资源。本文介绍了它在纠缠产生和光量子计算中的应用。从光子到粒子的量子询问CZ门出发，推导出三种光学CNOT门。这些门是非破坏性的，并且可以以任意接近1的概率工作。一个可能的实验实现与原子系综进行了讨论。

基于部分SWAP门的线性光学Fredkin门

Linear optical Fredkin gate based on partial-SWAP gate

我们提出了一个线性光量子Fredkin门的方案，该方案基于最近实验证明的线性光部分SWAP门和受控Z门的组合。设计了工作在符合基下的预示门和简化后选门。所建议的装置具有简单的结构，并且仅需要稳定单个马赫-曾德尔干涉仪。后选择的Fredkin门的原理验证实验演示似乎是可行的，并在当前技术的范围内。

光量子门的量子隐形传态

Quantum Teleportation of Optical Quantum Gates

我们表明，一个通用的一套门的量子计算与光学可以量子隐形传态通过使用EPR纠缠态，零差检测，线性光学和压缩操作的测量结果的条件。该方案可用于任何光学方案（量子比特或连续变量）中的容错量子计算。讨论了线性光学量子计算中非确定非线性门的隐形传态。

基于线性光学元件和后选择的双量子比特门的可级联性

Achievability of two qubit gates using linear optical elements and post-selection

我们研究了仅使用线性光学元件（分束器和移相器）和后选择就可以实现的双量子比特门。我们能够准确地描述这个集合，并发现以这种方式实现大多数两个量子比特门是不可能的。证明还产生了一个算法，用于计算这些门的最佳成功概率是可以实现的。

光CNOT门的擦除与隐形传态方案

Erasure versus teleportation scheme of optical CNOT gate

本文阐明了Pittman、Jacobs和Franson最近提出的概率CNOT门擦除方案[Phys.Rev.A64，062311（2001）]与量子隐形传态之间的联系。

前馈及其在条件线性光量子动力学中的作用

Feed-forward and its role in conditional linear optical quantum dynamics

非线性光学量子门仅用单光子源、线性光学元件和光子数分辨探测器就可以概率地产生。这些门是预示着，但运作的概率远远小于1。目前，已知电路的性能与其成功概率的既定上限之间存在很大差距。增加这种门的成功概率的一种可能性是前馈，其中尝试校正在门的操作中发生的某些故障事件。在这份简短的报告中，我们研究了前馈在提高成功概率方面的作用。特别是，对于非线性符号移位门，我们发现，在一个三模式的实现与单轮前馈的最佳平均成功概率约为p= 0.272。该值仅略大于没有前馈的一般最佳成功概率，P= 0.25。

线性光学确定性可重构SWAP门

Linear Optical Deterministic and Reconfigurable SWAP Gate

我们提出了一个确定性的SWAP门的空间编码量子比特。该门由波导交叉、马赫-曾德尔干涉仪和移相器构成，提供门的可重构性。通过操纵移相器的相位，我们可以应用SWAP或恒等门。作为最近邻量子比特网络的基本元素，SWAP门具有简单的结构和最小的开销，使其适用于通用量子计算。

量子光学环境中的条件概率

Conditional probabilities in quantum-optical settings

研究量子光学环境中两个互补可观测量联合噪声测量的条件概率，发现条件设定可降不确定性，其分布不能用常规方式表示和推导，通过双零差探测和量子比特测量两种方案进行研究。

关于后选线性光学门的一点注记

A Note on Linear Optics Gates by Post-Selection

最近人们认识到，线性光学和具有反馈的光电探测器可以用于理论上有效的量子信息处理。实现高效线性光学量子计算（eLOQC）的三个步骤中的第一步是设计一个简单的非确定性门，该门在基于测量结果的后选择时在一个模式上实现非线性相移。在这里，给出了一个计算策略，用于寻找具有辅助光子的玻色子量子比特的非确定性门。得到了一种更有效的条件符号翻转门。

线性光量子Fredkin门方法

Methods for linear optical quantum Fredkin gate

本文研究了仅用线性光学和单光子实现量子Fredkin门。首先，我们使用四个预示控制非（CNOT）门来构造一个预示Fredkin门。然后我们将此方法简化为仅利用两个CNOT门的后选择方法。我们还给出了这种方法的一种可能实现，该方法在当前的实验技术下是可行的。另一种后选择方案需要输入光子的时间纠缠，但不需要辅助光子。

一种简单的纠缠光门及其在Bell态分析中的应用

Demonstration of a simple entangling optical gate and its use in Bell-state analysis

我们展示了一种新的架构的光学纠缠门，这是显着比以前的实现简单，使用部分偏振分束器，使只有一个单一的光学模式匹配条件是必需的。我们演示了操作的控制Z门在连续波和脉冲制度的操作，充分表征它在每种情况下使用量子过程层析成像。我们还展示了一个完全解决的，非确定性的光学贝尔状态分析仪的基础上，这个受控的Z门。这种新的架构非常适合于光学门的引导光学实现。

利用光频量子比特干涉实现原子间的概率量子门

Probabilistic Quantum Gates between Remote Atoms through Interference of Optical Frequency Qubits

我们提出了一种通过光频量子比特的干涉实现远程原子量子比特的概率量子门的方案。该方法不需要局域化的原子的Lamb-Dicke限制，是不敏感的干涉仪相位不稳定性。这种概率门可以用于可扩展的量子计算。

线性光学器件实现量子和经典门及偏振编码量子比特的光子数量子非破坏测量

Implementations of quantum and classical gates with linear optical devices and photon number quantum non-demolition measurement for polarization encoded qubits

针对基于光学器件的量子计算机和量子通信系统的构建，本文提出了利用线性光学器件和光子数量子非破坏测量技术实现量子和经典hocTs门的可能方案，以及一种用于产生和分布二体纠缠态的光学装置。

高效线性光学量子门的简单方案

Simple Scheme for Efficient Linear Optics Quantum Gates

我们描述了根据Knill、Laflamme和Milburn的程序[Nature { \bf 409}，46（2001）]从线性光学元件构造条件量子非控制（CNOT）门。我们表明，这个门的基本操作可以使用当前的技术进行测试。然后，我们大大简化了该方案。

一种可编程相移的线性光控相位门方案

Scheme for a linear-optical controlled-phase gate with programmable phase shift

我们提出了一种线性光学方案，用于控制相位门，具有由量子位态编程的可调相移。与所有先前的可调谐受控相位门相比，相移不是硬编码到光学设置中，而是可以通过所谓的程序量子位的状态调谐到从0到pi的任何值。我们的设置是可行的，目前的技术水平，只使用线性光学元件。我们提供了一个实验的可行性研究，以评估门的可实施性。我们还讨论了增加的成功概率高达1/12，接近一个最佳的非可编程可调控制相位门的成功概率的选项。

具有弱交叉克尔非线性的量子控制门

Quantum control gates with weak cross-Kerr nonlinearity

在弱交叉克尔非线性条件下，我们首先提出了一种特殊的实验方案--C-路径门，利用它可以更简单地实现所有可能的双光子偏振态的二分POVM，并且几乎是确定性的。基于同样的技术，人们提出了量子控制门的实现方案，包括CNOT门（1/2）、Fredkin门（1/8）、Toffoli门（2/23）、CU门甚至MCU门。所有这些门都是可缩放的，具有一定的概率，这些概率大于线性光学中的那些门。这些门所需资源少，结构简单，在现有技术条件下是可行的，对实现光学普适计算有一定的意义。

符合基线性光学CNOT门

Linear Optical CNOT Gate in the Coincidence Basis

我们描述了光子量子比特的非确定性，符合基础，量子CNOT门的操作和公差。它完全由线性光学元件构成，只需要一个双光子源来演示。

一种用于线性光学量子计算的简单门

A simple gate for linear optics quantum computing

我们描述了一种用于实现Knill、Laflamme和Milburn（Nature，{ \bf 409}，46-52，Jan.4（2001））的非线性符号门的简单方案，该方案形成了在维也纳大学进行的实验的基础。

线性光部分SWAP门的实验实现

Experimental realization of linear-optical partial SWAP gates

提出了一类双量子比特部分SWAP门的线性光学实现方法。不同的门操作，包括SWAP和SWAP的纠缠平方根，可以通过改变一个经典的控制参数-即干涉仪中的路径差来获得。输出态重构、全过程层析成像和编队纠缠度的评估证明了该门的良好性能。

用蒸馏法提高光学Zeno门的保真度

Improving the Fidelity of Optical Zeno Gates via Distillation

我们已经模拟了Franson等人（PRA 70，062302，2004）的芝诺效应控制符号门，并且表明高保真独立操作需要高的双光子与单光子吸收比$κ$。因此，我们转而使用此门进行集群状态融合，其中对$κ$的要求限制较少。借助部分离线的单光子和双光子蒸馏，我们可以实现具有单位保真度但非单位成功概率的融合门。我们的结论是，对于$κ> 2200$，Zeno融合门将执行等效的线性光学门。

一种全光纤量子控制非门

An All Optical Fibre Quantum Controlled-NOT Gate

我们报告的第一个实验演示的光学控制非门完全在光纤中构建。我们使用两个预示光纤单光子源操作门，并发现平均逻辑保真度为90%，平均过程保真度为0.83<F<0.91。基于一个简单的模型，我们可以得出结论，缺陷主要是由于光子源，这意味着门本身具有非常高的保真度。

基于偏振光学的可扩展线性光学量子计算的可行门

A feasible gate for scalable linear optics quantum computation using polarization optics

Knill、Laflamme和Milburn（KLM）证明了仅使用线性光学元件和条件动力学就可以构建可扩展的通用量子计算机[Nature（London）{ \bf 409}，46（2001）\cite{Knill} ]。然而，该方案的量子逻辑门的实际实现在技术上仍然是困难的。一个主要的困难是要求联锁干涉仪的亚波长级稳定。根据我们最近的实验工作[物理。{ \bf 92}，017902（2004）\cite{Sanaka2} ]中，我们描述了一种更可行的方案来实现大大降低实验稳定性要求的门。该方案仅使用偏振分束器和半波片。

超导量子处理器中最大纠缠双比特门量子电路的实现与读出

Implementation and readout of maximally entangled two-qubit gates quantum circuits in a superconducting quantum processor

本文在基于 transmon 的 5 比特超导量子处理器上，比较了从单比特到最大纠缠 Bell 电路的性能，提出并验证了“乘积读出概率”和“条件读出概率”两种读出范式，以优化量子算法的输出解释。

基于高斯laser光束诱导光偶极力的囚禁离子几何量子门

Geometric quantum gate for trapped ions based on optical dipole forces induced by Gaussian laser beams

我们提出了一个量子逻辑门的实现通过内部状态依赖的位移的离子在一个线性的保罗陷阱所造成的光学偶极力。基于系统动力学的一般量子分析，我们考虑碱土金属离子的具体实现。对于实验上真实的参数，可以获得低至$10^{-4}$的门不稳定性。

无纠缠光子的光学无损受控非门

Optical Nondestructive Controlled-NOT Gate without Using Entangled Photons

我们提出并实验证明了一种新的光学无损控制非门没有使用纠缠辅助。与量子过程层析成像相比，我们得到了一个很好的估计门保真度少得多的测量。实验结果表明，与以往的实验相比，该方法有很大的改进。此外，我们还表明，量子并行实现在我们的门和性能的门不能复制的本地操作和经典通信。

量子相位门的条件实现

Conditional implementation of a quantum phase gate with distant atoms trapped in different optical cavities

我们提出了一个利用囚禁在不同光腔中的远距离原子有条件实现量子相位门的方案。本方案利用光腔中衰减的偏振光子的量子干涉，在两个相距较远的原子之间有条件地产生所需的量子相位门，而不是原子之间的直接相互作用。该方案只需要线性光学元件和双重符合探测，对量子噪声不敏感。该方案可直接用于制备多个远距离原子的任意量子态。

绝热布居转移全光可逆逻辑门

All-optical reversible logic gate via adiabatic population transfer

Toffoli门是一个基本的逻辑元件，它允许实现一个可逆的处理器。它对经典逻辑和量子逻辑都有意义。我们提出并从理论上研究了应用绝热布居转移技术实现三位和四位Toffoli门的全光方案。对于三位Toffoli门，我们使用受激拉曼绝热通道（STIRAP）过程中的一个$Λ$型的水平计划，由两个激光脉冲在足够大的失谐驱动的变体。为了实现四比特Toffoli门，我们在五能级量子系统中应用可逆绝热布居转移，与三个激光脉冲相互作用。我们证明了正确的全光实现的真值表的三位和四位Toffoli门。此外，我们推导出绝热演化的人口动态和强大的操作的门的条件。

一种简单的线性光学量子纠错测试门的建议

Proposal for a simple quantum error correction test gate in linear optics

我们描述了一个线性量子光路，能够在四光子实验中演示一个简单的量子纠错码。

最佳线性光控相位门的实验实现

Experimental implementation of the optimal linear-optical controlled phase gate

我们报告的第一个实验实现的最佳线性光学控制的相位门的任意相位。所实现的方案是完全灵活的，因为相移可以被调谐到任何给定的值。所有这样的控制相位门是最佳的意义上说，他们在最大可能的成功概率，可实现的任何postselected线性光学实现的框架内。该量子门采用体光学元件和量子比特态的偏振编码实现。我们已经实验探索了显着的观察，最佳的成功概率是不是单调的阶段。

在线性光学量子电路中减轻光子损失

Mitigating photon loss in linear optical quantum circuits

本文提出了一种减轻光子损失影响的方法，通过构造回收概率来提升理想概率的信号，并通过经典后处理技术生成更准确的概率估计，优于传统后选择方法。

Destructive Controlled-Phase Gate Using Linear Optics

Knill, Laflamme, and Milburn [Nature 409, 46 (2001)] showed that linear optics techniques could be used to implement a nonlinear sign gate. They also showed that two of their nonlinear sign gates could be combined to implement a controlled-phase gate, which has a number of practical applications. Here we describe an alternative implementation of a controlled-phase gate that only requires the use of a single nonlinear sign gate. This gives a much higher average probability of success when the required ancilla photons are generated using heralding techniques. This implementation of a controlled-…

一种扩展纠缠网的初级光门

An elementary optical gate for expanding entanglement web

介绍了一种扩展偏振纠缠W态的基本光门，在这种光门中，每对光子都是相同的纠缠态。该门由一对50：50的分束器和辅助光子组成，处于双光子Fock态。通过将$n$ -光子W态中的一个光子播种到该门中，我们在后选择之后获得$(n+2)$ -光子W态。该门给出了一个更好的效率和一个简单的实现比以前的建议$\rm W$状态准备。

利用固定非高斯态与自适应线性光学实现任意多模连续变量量子门

Implementing arbitrary multi-mode continuous-variable quantum gates with fixed non-Gaussian states and adaptive linear optics

针对多模高阶非高斯量子门高效实现研究不足的问题，提出仅用固定非高斯辅助态和自适应线性光学的测量式实现方法，资源效率与实验可行性更高，助力光量子容错计算发展。

线性光学量子Toffoli和Fredkin门

Linear optics quantum Toffoli and Fredkin gates

我们设计了线性光学多量子位量子逻辑门。我们假设量子位以两种模式（例如空间或偏振）传统编码到单个光子的状态上。我们建议的计划，允许直接概率实现的基本Toffoli和Fredkin门，而不诉诸于一系列的单和两个量子比特门。这产生了更紧凑的方案，并潜在地减少了辅助光子的数量。拟议的设置涉及被动线性光学，辅助单光子源或最大纠缠光子对，和单光子探测器。特别是，我们提出了一种干涉实现的Toffoli门的重合的基础上，这不需要任何辅助光子，是实验上可行的与当前的技术。

用于光学和离子阱完整量子计算机的鲁棒Hadamard门

Robust Hadamard gate for optical and ion trap holonomic quantum computers

我们考虑一种可能的实现阿达玛门的光学和离子阱完整量子计算机。解析地导出了决定门稳定性的保真度与单模压缩参数控制误差的关系式。我们证明了通过这个表达式的压缩控制误差的抵消高达四阶的幅度。

一种通用量子相位门的光学实现方案

A Proposal for an Optical Implementation of an Universal Quantum Phase Gate

大的光学非线性发生在一个相干制备的原子系统中示出产生的相移的顺序$π$。这种效应可以在超冷铷原子中观察到，在那里它可以被可行地利用来实现偏振相位门。

用于离子阱量子计算的光学跃迁几何相位门

Geometric phase gate on an optical transition for ion trap quantum computation

我们提出了一个几何相位门的两个离子量子比特，编码在两个层次的光学偶极禁戒跃迁。与由电偶极跃迁介导的超精细几何相位门相比，该门具有许多有趣的性质，例如非常低的自发发射率，适用于磁场不敏感状态，以及使用共同传播的激光束几何形状。我们估计当前技术允许大约10 $^{-4}$的不连续性。

基于腔量子力学的光量子比特相位门

Quantum phase gate for optical qubits with cavity quantum optomechanics

我们表明，由机械谐振器同时耦合到光学腔的两个模式形成的腔光学机械系统可以用于实现与两个腔内模式相关联的光学量子比特之间的确定性量子相位门。该方案是可实现的足够强的单光子光学机械耦合的解决边带制度，是强大的腔损耗。

Linear Optics C相位门变得简单

Linear Optics C-Phase gate made simple

线性光学量子逻辑门是产生多光子纠缠的最佳工具。简化最近的方法[Phys.Rev.A65，062324; Phys.Rev.A66，024308]，我们能够在偏振相关分束器处仅利用一个二阶干涉来实现条件相位门，从而显著增加其稳定性。通过分析其缠绕能力和进行全过程层析成像来评估门的改进质量。所取得的结果确保该器件非常适合于在各种多光子量子信息协议中实现。

偏振编码量子比特的集成光学预示控制非门

Integrated-optics heralded controlled-NOT gate for polarization-encoded qubits

集成光学技术的最新进展使光子学成为量子网络和量子计算协议的一个有前途的平台。集成光学电路的特点是器件占用空间小，具有无与伦比的固有干涉稳定性。在这里，我们利用飞秒激光写入波导的能力来处理偏振编码的量子比特，并提出了一个预示着控制非门芯片上的第一个实现。我们在计算基和叠加基下对该门的性能进行了评估，结果表明该门可以在两个光子之间产生偏振纠缠。通过集成器件的传输使用热膨胀芯光纤和在波导小平面处的热膨胀减小的模场直径来优化。该演示强调了集成量子门用于全光量子网络和量子中继器的可行性。

最佳线性光控酉门的实验实现

Experimental implementation of optimal linear-optical controlled-unitary gates

我们表明，这是可能的，以减少两个量子比特门的数量所需的任意控制酉变换的建设高达两倍，使用可调控制相位门。在线性光学平台上，两个量子比特门只能概率地实现，我们的方法显着减少了组件的数量，并增加了两个量子比特门的成功概率。本文提出的控制单量子比特幺正门技术的实验实现表明，只需要一个可调控制相位门，而不是两个标准的控制非门。因此，我们不仅将成功概率提高了大约一个数量级（使用相同的资源），而且还避免了进行量子非破坏测量的需要，否则需要连接两个概率门。随后，我们将我们的方法推广到更高的顺序，表明可以通过用可调控制相位门替换控制非门块来优化n次控制门。

光学Zeno门：容错操作的边界

Optical Zeno Gate: Bounds for Fault Tolerant Operation

原则上，Franson等人（PRA 70，062302，2004）的Zeno效应控制符号门是确定性的两量子比特光门。然而，当考虑光子损失的实际值时，其保真度显着降低。在这里，我们考虑使用基于测量的量子处理技术来增强芝诺门的操作。借助量子隐形传态，我们证明了在单光子与双光子传输比为$κ=10^4$的情况下，可以实现一个（接近）单位保真度和0.76的中等成功概率的Zeno CNOT门（GC-Zeno门）.我们包括一些模式失配的影响，并估计上的模式重叠和$κ$的容错操作将是可能的界限。

高效且确定性的高维受控交换门在混合线性光系统中的实现

Efficient and deterministic high-dimensional controlled-swap gates on hybrid linear optical systems with high fidelity

本文提出利用混合线性光系统高效实现高维受控交换门，通过优化光学元件减少数量并提高保真度。

C相量子门的光学设计与实验实现

Engineering a C-Phase quantum gate: optical design and experimental realization

利用单光子的纵向动量自由度（即光路自由度）实现了一个双量子比特的量子门，即C相。用于设计该量子门的实验装置代表了用于产生和表征2光子4量子位相位Dicke态的高稳定性闭环干涉装置的高级版本。文中还详细讨论了相位Dicke态多体纠缠的一些实验结果。

量子点-微腔耦合系统中自旋量子比特的光控相位门及受控非门的隐形传态

Optically controlled phase gate and teleportation of a controlled-NOT gate for spin qubits in quantum dot-microcavity coupled system

在线性光学操纵、单光子、纠缠光子对、光子测量和经典通信的辅助下，提出了一种利用光学微腔中的量子点实现双自旋量子比特相位门和两个电子自旋之间的CNOT门从作用于本地量子比特到作用于远程量子比特的隐形传态方案.该方案是基于自旋选择性光子反射从腔和实现在一个确定性的方式通过顺序检测光子和单量子位旋转的单电子自旋在自组装GaAs/InAs量子点。该方案的可行性评估表明，高的平均结晶度的门是可以实现的弱耦合制度时，侧漏和腔损耗低。该方案为远距离量子通信、分布式量子计算和构建远程量子信息处理网络开辟了广阔的前景。

群变换和具有方向无偏线性光多端口的纠缠态量子门

Group transformations and entangled-state quantum gates with directionally unbiased linear-optical multiports

引入了方向无偏光学多端口的概念，其中光子可以从输入方向反射回来。一个线性光学实现描述，最简单的三端口版本的研究。对称性论证展示了不寻常的量子信息处理应用的潜力。该器件在双光子纠缠Bell态上施加群结构，并作为通用Bell态处理器来实现作用于态对称性的概率量子门。这些多端口允许通过线性光学在任意无向图上进行光学散射实验，并提高了使用由光学量子态形成的组结构进行线性光学信息处理的可能性。

光腔中通过里德伯阻塞实现光子控制相位门

Photonic Controlled-Phase Gates Through Rydberg Blockade in Optical Cavities

提出了一种利用原子系综里德伯阻塞实现高保真光子控制相位门的新方案。门操作是通过首先将光子脉冲存储在系综中，然后从腔散射第二脉冲来获得的，导致相位变化取决于第一脉冲是否包含单个光子。我们表明，里德堡封锁和光学腔的结合有效地增强了强里德堡相互作用产生的光学非线性，从而降低了对光子量子门的要求。由此产生的门可以用中等精细度的腔来实现，这允许对光子中编码的量子信息进行高效处理。作为一个特殊的例子，我们展示了如何使用门来提高基于原子系综的量子中继器的通信速率。

双面光学微腔内量子点辅助的混合系统通用量子门

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。

线性光学门量子线路的实验演示

Experimental Demonstration of a Quantum Circuit using Linear Optics Gates

量子计算的光学方法的主要优点之一是光纤可以用来连接逻辑和存储设备以形成有用的电路，类似于传统计算机的电线。在这里，我们描述了一个简单的量子线路的实验演示，在这种电路中，两个概率异或（XOR）逻辑门结合起来计算三个输入量子比特的奇偶校验。

单边光学微腔量子点电子自旋量子比特上的通用量子门

Universal quantum gates on electron-spin qubits with quantum dots inside single-side optical microcavities

我们提出了一些紧凑的量子线路的确定性量子计算的电子自旋量子比特的辅助量子点内的单面光学微腔，包括CNOT，Toffoli，和Fredkin门。它们是利用腔量子电动力学的结果，在单侧光学微腔中的量子点中，单电子自旋引起的巨大的光学法拉第旋转而构造的。我们的通用量子门有一些优势。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电子自旋量子比特，它们是通过单个光子的一些输入-输出过程来实现的。第三，这些门的电路简单而经济。此外，我们的器件在弱耦合和强耦合两种情况下都能工作，并且在实验上是可行的。

基于辅助量子比特和单光子探测器的线性光量子Fredkin门

Heralded linear optical quantum Fredkin gate based on one auxiliary qubit and one single photon detector

线性光量子Fredkin门可应用于量子计算和量子多用户通信网络。在现有的线性光学方案中，两个单光子探测器（SPD）被用来预示量子Fredkin门的成功，而它们没有光子计数。但分析结果表明，对于非理想SPD，探测器效率越低，该方案的成功率越高。提出了一种改进的线性光量子Fredkin门，设计了一种新的具有辅助量子比特和一个SPD的预言方案，预言探测器的探测效率越高，门的成功率越高.新的预报方案在非理想单光子源下也能有效地工作。基于这种量子Fredkin门，可以构建大规模的量子开关网络。作为示例，示出了仅使用一个SPD的量子Benes网络。

线性光网络中元件变化对门保真度的影响

The effect of component variations on the gate fidelity in linear optical networks

我们研究了线性光学量子计算中使用的非线性符号门中分束器传输和路径长度差的变化的影响。我们确定了两种实现的门，并表明，它们的组件的变化的灵敏度显着不同。因此，需要精确实现的电路可以受益于元件变化的附加电路分析，以确定最实用的实现。我们提出了可能的途径，以有效的电路分析量子参数估计。

利用更少辅助单光子且成功概率更高的线性光分束扇出门

Linear optical fan-out gates using fewer ancillary single photons with enhanced success probability

该研究提出一种线性光学方案，以更少辅助单光子和偏振分束器实现高成功概率的多量子比特扇出门，降低资源开销且鲁棒性优于门分解方法。