Optical Quantum Computation
我们回顾了光量子计算领域，考虑到已经提出的各种实现和实现它们的实验进展。我们研究线性和非线性的方法和粒子和字段编码。特别是，我们讨论了大规模光学量子计算的最有前途的物理架构和实现它们的技术要求方面的前景。
2011-03-31 quant-ph
Generation and manipulation of squeezed states of light in optical networks for quantum communication and computation
我们分析了一种光纤元件，它可以在利用光的压缩态的新型信息处理系统中找到多种用途。我们的方法是基于孤子噪声的光子数压缩现象后，孤子已通过非线性光纤传输。讨论了该器件在量子计算和量子密码学光网络中的应用。
2001-04-24 quant-ph
The resurgence of the linear optics quantum interferometer --- recent advances & applications
线性光学由于其片上可编程性以及单光子生产效率和质量的提高，在量子信息处理中的应用已经复苏。由于体系结构的突破和新的处理能力，时间仓编码也变得可行。理论上的努力已经找到了新的方法来实现通用的量子计算与线性光学需要更少的资源，并证明线性光学的能力，而不需要一个通用的光学量子计算机。
2018-05-30 quant-ph
Towards deterministic optical quantum computation with coherently driven atomic ensembles
使用光子量子比特的可扩展和有效的量子计算需要（i）单光子的确定性源，（ii）能够纠缠光子对的巨大非线性，以及（iii）可靠的单光子探测器。此外，光量子计算机还需要一个强大的可逆光子存储装置。在这里，我们讨论了几个相关的技术，在电磁诱导透明的制度，能够实现所有上述先决条件的确定性光量子计算与单光子的原子系综的相干操纵的基础上。
2005-01-10 quant-ph
Quantum computation with trapped ions in strongly detuned optical cavity
提出了一种实现光腔中两个$Λ$离子量子相位门的方案。结果表明，在强失谐光腔中，通过对单个离子进行激光寻址，可以实现量子相位门。进一步证明了通过引入辅助基态可以实现几何量子相位门。
2001-12-10 quant-ph
Photonic Quantum Computation with Waveguide-Linked Optical Cavities and Quantum Dots
提出了一种新的固态光子量子计算方案，将光腔中的光子作为量子比特来计算。量子门可以通过波导将腔与量子点耦合来实现。所提出的方案允许可编程和确定性的门操作和系统可以扩展到许多量子比特。
2011-01-18 quant-ph
Linear Optics Quantum Computation: an Overview
我们给出了线性光学量子计算的概述，侧重于从原来的KLM文件的结果。首先，我们简要总结了在KLM之前量子计算光学所取得的进展。接下来我们讨论KLM线性光学方案，给出详细的例子。最后对LOQC理论进行了量子纠错修正，给出了在处理Z测量误差时如何获得阈值。
2005-12-13 quant-ph
Optical qubit using linear elements
提出了一种利用线性元件（分束器和移相器）和雪崩光电探测器实现真空态和单光子态光学叠加的条件方案。
2000-09-22 quant-ph
Entanglement Concentration of Individual Photon Pairs via Linear Optical Logic
提出了一种方案，用于集中单个光子对的非最大纯混合偏振纠缠态。该方案仅使用简单的线性光学元件，并且在当前的光学技术内是可行的。
2004-06-08 quant-ph
A Compact One-Way Fault-Tolerant Optical Quantum Computation
针对三维簇态制备难题，本文提出利用光学参量振荡器空间光谱模式构建大规模规范立方簇态，并结合 GKP 态降低容错压缩阈值，实现紧凑的单向容错光学量子计算。
2025-03-18 quant-ph
Linear-optics manipulations of photon-loss codes
我们讨论了用于保护光场携带的逻辑量子比特不受振幅阻尼效应（即线性光子损失）影响的代码。我们证明了单光子损失的可校正性条件对操作范围施加了限制，而不是可以用无源线性光学网络实现。
2007-02-09 quant-ph
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。
2016-04-21 quant-ph
Loss-tolerant operations in parity-code linear optics quantum computing
光学量子计算的一个重点是引入纠错和最小化资源需求。我们详细介绍了一个完整的编码和操纵方案设计的线性光学量子计算，结合可扩展的操作和损失容忍架构。
2007-07-06 quant-ph
Experimental demonstration of quantum leader election in linear optics
线性光学是一个有希望的候选人，使量子计算机的建设。基于线性光学的量子协议门已经被证明是可行的。然而，众所周知，这些门是非确定性的，并且高阶非线性对于确定性操作是必要的。我们发现量子领导选举协议（QLE）只能在线性光学条件下确定性地运行，并证明了这种近似确定性的操作克服了经典极限。
2008-03-03 quant-ph
Universal continuous-variable quantum computation: Requirement of optical nonlinearity for photon counting
虽然通用的连续变量量子计算不能通过线性光学（包括压缩），零差检测和前馈实现，但理想光子计数测量的包含克服了这一障碍。这些测量有时通过分束器阵列来描述，以将光子分布在几种模式中。我们表明，这样的计划不能用来实现理想的光子计数，这样的测量必然涉及非线性演化。然而，这种对非线性的要求可以“离线”，从而允许使用线性光学进行通用的连续变量量子计算。
2002-03-19 quant-ph
Experimental nonlinear sign shift for linear optics quantum computation
我们实现了光子量子比特的非线性符号移位（NS）操作，该操作利用一个额外的单光子和测量值来移动被分束器反射的两个光子的相位。我们表明，条件相移是$(1.05\pm 0.06) π$在明确的协议与理论。我们的结果表明，通过使用辅助光子和条件探测，非线性光学效应可以实现只用线性光学元件。这个实验代表了可扩展量子计算的线性光学实现的重要一步。
2004-01-18 quant-ph
Fault-tolerant linear optics quantum computation by error-detecting quantum state transfer
提出了一种基于检错码的容错量子计算的线性光学实现方案。每个计算步骤都是通过将量子信息转移到嵌入错误检测能力的辅助系统中来调解的。假设光子同时受到光子损耗和退偏振的影响，得到了可扩展量子计算中光子强度的阈值区域，以及所消耗的物理资源量。与目前已知的结果相比，本方案减少了资源需求，同时产生一个可比的阈值区域。
2007-10-07 quant-ph
Mitigating the barren plateau problem in linear optics
Aegiq Ltd.（Aegiq有限公司）
本文通过线性光学证明了变分量子算法中荒原高原的存在，并展示费米子线性光学对这一问题更不敏感，提出了一种双值相位移器，通过非线性相位移实现更少的局部极小值。
2026-10-21 quant-ph
Deterministic linear optics quantum computation utilizing linked photon circuits
我们提出了一个有效的方案，量子计算与线性光学元件利用“链接”光子态。根据人们希望处理的特定量子线路来设计链接状态。一旦一个链接状态已经成功地准备好，计算是确定性地追求一系列的隐形传态步骤。本方案能够将每个逻辑门的基本门的平均数量显著减少到大约20-30个CZ_{9/16}门。
2003-03-06 quant-ph
Quantum computation with cold bosonic atoms in an optical lattice
我们分析了一个在光晶格中使用玻色子原子的量子计算机的实现。我们表明，即使每个站点的原子数和相邻站点之间的隧穿率是未知的，一个可以执行一个通用的一套门通过绝热通道。
2004-06-21 quant-ph
Methods for scalable optical quantum computation
我们提出了一个可扩展的方法来实现线性光学量子计算使用的“链接状态”的方法。我们的方法避免了二维传播的错误发生在链接状态的准备。最后，证明了这种改进的链接状态模型的可扩展性，并给出了该方法效率的精确表达式。此外，一个相当大的提高效率，相对于原来的链接状态的方法，实现。所提出的方法也适用于Nielsen的光学“团簇状态”方法。
2006-03-14 quant-ph
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。
2003-06-27 quant-ph
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。
2006-07-26 quant-ph
Graph State Preparation and Cluster Computation with Global Addressing of Optical Lattices
我们提出了一种新的方法来操纵超冷原子，其中四个原子能级被适当调谐的光晶格捕获。当用于通过全局控制执行量子计算时，这种独特的结构大大减少了控制过程中涉及的步骤数量，无论是对于标准，网络，模型还是单向量子计算。使用远蓝失谐晶格和磁不敏感的计算基础，使该计划对退相干鲁棒。本方案是一个很有前途的候选人的实验实现量子计算和图形状态准备在一个，两个或三个空间维度。
2005-01-28 quant-ph
Unconditional quantum cloning of coherent states with linear optics
提出了一种光相干态的最佳高斯克隆方案，并进行了实验验证。它的光学实现完全基于简单的线性光学元件和零差检测。所提出的方案的最优性仅限于检测效率低。在实验中，我们实现了约65%的克隆保真度，这几乎接近2/3的最佳值。
2005-07-14 quant-ph
Thresholds for Linear Optics Quantum Computation
我们之前已经确定，原则上，使用带有光电探测器的无源线性光学器件进行量子计算是可能的（quant-ph/0006088）。在这里，我们描述的错误检测和纠正的基础上，大大提高了资源和设备的可扩展性所需的可靠性要求的技术。分析了理想线性光学量子计算（LOQC）的资源需求。该编码方法可以与损耗检测和相位误差校正相结合，以处理非理想光学中的主要弛豫过程，包括检测器效率低下。我们工作的主要结论是，用LOQC实现量子通信或计算的资源需求是合理的。此外，这项工作清楚地表明了如何利用错误行为的特殊知识来大大提高物理量子计算机的容错性和开销。
2000-06-27 quant-ph
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。
2004-01-18 quant-ph
Subdimensional linear-optical quantum computation: from qudit resource states to qubit quantum computation
Basic Research Laboratories & NTT Research Center for Theoretical Quantum Information, NTT Inc.（基础实验室与NTT理论量子信息研究中心，NTT公司）
本文提出一种从高维纠缠态子空间执行量子比特计算的线性光学方案，将融合成功概率提升至1-1/d，并数值验证了其在保持光子数下提高损耗容忍度。
2026-10-05 quant-ph
Binary projective measurement via linear optics and photon counting
我们研究的实施与线性光学二元投影测量。这个问题可以看作是对两个正交纯量子态的单次判别。我们表明，任何两个正交的状态可以完全区分使用线性光学，光子计数，相干辅助状态，和前馈。该陈述在大量这些物理资源的渐近极限中成立。
2006-03-19 quant-ph
Bounds on the Probability of Success of Postselected Non-linear Sign Shifts Implemented with Linear Optics
利用单光子源、线性光学和光子计数器实现了线性光学量子计算的基本门。这些门的成功取决于在不使用反馈的情况下检测到的光子的图案。在这里，它表明，这些门的成功的最大概率通常严格小于1。对于单模式非线性符号移位，成功的概率以1/2为界。对于两个模式的条件符号移位，该概率以3/4为界。这些界限仍然大大大于迄今为止可实现的最高概率，分别为1/4和2/27。
2003-07-02 quant-ph
Linear optical setups for active and passive quantum error correction in polarization encoded qubits
在这项工作中，我们提出了主动和被动的线性光学设置的量子通信系统中，采用单光子和介观相干态的偏振误差校正。描述了量子通信系统中的应用。
2006-08-21 quant-ph
Generation of atomic entangled states using linear optics
本文提出了一种利用线性光学方法从纯乘积态和混合态制备两原子最大纠缠态的新方案。由于该方案可以从混合态产生纯的最大纠缠态，我们称之为类纯化产生方案。
2003-11-13 quant-ph
Teleportation implementation of non-deterministic quantum logic operations by using linear optical elements
我们提出了一个可行的方案，利用隐形传态协议实现Knill，Laflamme和Milburn（Nature，409，46-52（2001））的非确定性量子逻辑运算，该方案只需要单光子源、线性光学元件和光子探测器。
2002-04-13 quant-ph
Requirement for quantum computation
我们将“适当的量子计算”与无法在经典计算机上有效模拟的计算过程联系起来。对于光量子计算，我们建立了“不去”定理类的量子光学实验，不能产生适当的量子计算，我们确定的要求，光学适当的量子计算，对应于违反假设的基础不去定理。
2003-10-24 quant-ph
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。
2001-10-25 quant-ph
Scalable scheme for entangling multiple ququarts using linear optical elements
我们报道了一个可扩展的线性光学方案，利用频率非简并自发参量下转换的双光子偏振态制备多个量子纠缠态。在充分考虑自发参量下转换的高阶效应（双对事件）的情况下，计算了输出态。用三个和四个双光子量子点的线性光学纠缠的例子证明了多量子纠缠的可扩展性。
2007-08-03 quant-ph
Simple criteria for projective measurements with linear optics
我们推导出一组标准，以决定一个给定的投影测量是否可以，在原则上，完全通过线性光学实现。该推导可适用于各种探测方法，包括光子计数和零差探测。这些准则使人们能够容易地获得No-Go定理的正交量子态与线性光学，包括使用辅助光子和条件动力学的精确可扩展性。
2006-06-22 quant-ph
How good must single photon sources and detectors be for efficient linear optical quantum computation?
我们提出了一个线性光量子计算（LOQC）方案，该方案对不完美的单光子源和低效率的探测器具有很强的鲁棒性。特别是，我们表明，如果产品的检测器效率与源效率大于2/3，那么有效的LOQC是可能的。该阈值比通过应用容错中的标准结果可以推断出的阈值宽松许多数量级。这一结果是在量子计算的簇态范式中实现的。
2007-07-20 quant-ph
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。
2003-03-25 quant-ph
Near-deterministic quantum teleportation and resource-efficient quantum computation using linear optics and hybrid qubits
提出了一种利用线性光学和混合量子比特实现确定性量子隐形传态的方案。它使人们能够有效地执行隐形传态和通用的线性光门操作在一个简单的和接近确定性的方式使用全光混合纠缠作为离线资源。我们的分析表明，我们的新方法可以优于以前的主要考虑资源需求和容错限制。
2013-02-02 quant-ph
Single-photon quantum error rejection and correction with linear optics
我们提出了单光子方案的量子错误拒绝和校正与线性光学。与其他已知的方案形成鲜明对比，我们的方案不需要多光子纠缠态，不是概率的，并且它们的应用不限于单个比特翻转错误。
2005-11-29 quant-ph
Coherent states engineering with linear optics: Possible and impossible tasks
相干态$\prod_{i=1}^N|α_i>$的乘积到输出态$\prod_{i=1}^M|β_i>$（$N=M$或$N\neq M$）的一般变换可用线性光路实现，其特征在于从矢量$(α^{\ast}_1,...,α^{\ast}_N)$到$(β^{\ast}_1,...,β^{\ast}_M)$的线性映射。利用这种线性映射建立了相干态乘积变换与单光子态变换之间的对应关系。这种线性变换方法可方便地用于设计任何相干态的线性光学方案。例子包括消息编码和量子数据库搜索。讨论了用线性光学方法操纵纠缠相干态的局限性。
2008-04-28 quant-ph
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。
2001-12-16 quant-ph
Feynman path sum approach for simulation of linear optics
本研究将费曼路径积分方法适配用于线性光学玻色采样实验的概率振幅计算，实现了开源C语言模拟器并通过张量收缩优化性能，在低深度线性光学回路中展现出运行时间与内存效率优势。
2025-10-30 quant-ph
Utilizing Encoding in Scalable Linear Optics Quantum Computing
我们提出了一个方案，它提供了一个显着减少所需的资源来实现线性光学量子计算。该方案是Knill，Laflamme和Milburn的建议的变体，并使用增量方法进行错误编码以提高成功概率。
2004-08-15 quant-ph
Optimal implementation of two-qubit linear optical quantum filters
在计算基础上，我们设计了最佳的干涉方案来实现两个量子比特的线性光量子滤波器。滤波是通过在多端口线性光学干涉仪中对量子比特进行编码的两个光子的干涉来实现的，然后调节滤波器的每个输出端口中存在的单个光子。因此，滤波器在符合基础上操作，类似于许多线性光学酉量子门。用线性光学器件实现滤波器可能需要额外的开销，因为滤波的总体成功概率降低，最佳滤波器是使总体成功概率最大化的滤波器。我们详细讨论了对称实滤波器的情况下，我们的分析也扩展到非对称和复杂的过滤器。
2021-02-26 quant-ph
Linear optics implementation of general two-photon projective measurement
本文提出了一种只用线性光学元件实现双光子偏振态的广义投影测量的方法。该方案成功的概率至少为1/16。对于某些特定的测量（例如，奇偶性测量），该概率达到1/4。
2002-07-19 quant-ph
Computation of topological charges of optical vortices via non-degenerate four-wave-mixing
本文报道了利用非简并四波混频过程计算两个光学涡旋的拓扑荷的实验。结果表明，输出信号光携带的轨道角动量等于探测光和后向泵浦光的轨道角动量之差。Rb原子作为非线性介质，传递光的轨道角动量。
2006-03-10 quant-ph
Linear optical quantum computation with imperfect entangled photon-pair sources and inefficient non-photon-number-resolving detectors
提出了一种利用非理想偏振纠缠光子对源、线性光学元件和非光子数分辨探测器实现团簇态量子计算的方案。在我们的方案中，损失容限的效率阈值要求源和检测器效率的乘积应该>1/2 -最佳已知数字。这个数字适用于不相关的损失。我们进一步发现，损失阈值是不受光子对源中的相关损失。我们的方法为在不完美的实验条件下进行有效的线性光量子计算提供了新的思路。
2010-05-07 quant-ph
Purification of single-photon entanglement with linear optics
我们证明了形式为|联系我们|1>+|1>| 0>可以用简单的基于线性光学的方案来纯化，这在当前技术中是非常可行的。除了其概念上的兴趣，这个结果是相关的有吸引力的量子中继器协议。
2008-11-18 quant-ph
Integrated Optical Approach to Trapped Ion Quantum Computation
最近的实验进展，量子信息处理与捕获的离子已经证明了大多数的基本要素，需要实现一个可扩展的量子计算机。下一组挑战在于实现大量量子位以及准备，操纵和测量它们的方法，从而导致错误保护量子位和容错架构。量子位的集成必然需要集成光学方法，因为这些操作中的大多数涉及与光子的相互作用。本文讨论了可扩展量子计算机物理实现所需的集成光学技术和具体的光学设计。
2008-12-15 quant-ph
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。
2001-08-11 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
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。
2008-09-18 quant-ph
