(Gecikmeli seçim) kuantum silginin kuantum devre eşdeğeri nedir?

Kuantum bilgisayarlar, başka herhangi bir kuantum sistemini etkin bir şekilde simüle edebilir. Bu nedenle (muhtemelen simüle edilmiş) bir kuantum silgi kurulumuna eşdeğer bir tür olmalıdır. İdeal olarak gecikmeli seçim kuantum silgisinin varyantında bir kuantum devresi olarak çizilmiş bir eşdeğeri görmek istiyorum .

Bir kuantum silginin bir (kuantum) deneysel gerçekleştirilmesi şudur: Spontan parametrik aşağı dönüşüm (fiziği önemli olmayan) her bir yarığın önünde fotonları "ikiye katlayarak" hangi yoldan bilgi elde edeceğiniz bir çift yarık girişim deneyi oluşturursunuz. benim argümanım için, yeni bir fotonumuzun olması, hangi yoldan bilgi elde etmek için ölçebileceğimizdir). Bir kuantum silgisi inşa etmedikçe parazit paterni doğal olarak kaybolur: Hangi yoldaki bilgileri taşıyan iki "iki katına çıkmış" foton, hangi yollu bilgilerin artık ölçülemeyecek şekilde bir 50-50 ışın ayırıcısı ile üst üste yerleştirilirse, girişim modeli yeniden belirir. Merakla,

Basit kübit kapılardaki girişim paterni ve kuantum silgi için ikna edici bir eşdeğerlik bulamıyorum. Ancak, kuantum bilgisayarda da düşünce (ve ideal olarak gerçek) deneyi yapmak isterim. Bunu yapmak için bir kuantum bilgisayarda hangi programı (kuantum devresi) çalıştırmam gerekir?

algorithm quantum-gate circuit-construction

— piramit
kaynak

Kim ve ark. ark. bir optik tanımından kuantum bilgi açıklamasına deney yapın. Bağlantılı wikipedia makalesinde bulduğunuz gibi deneysel kurulum :

Mavi yolu ve kırmızı ile . Çift yarık bir Hadamard geçidi ile açıklanabilir. BBO bir CNOT geçidine karşılık gelir. BBO'dan sonraki durum . Bir faz vardır konumuna bağlı olarak detektörü bir faz kapısı karşılık . Son olarak kirişlerin üzerine başka bir Hadamard geçidine karşılık gelir ve ölçümünün görülebilir . Tüm devre şöyle görünür: $|0\rangle$ $|1\rangle$ $\frac{1}{\sqrt{2}}(|00\rangle + |11\rangle)$ $\varphi$ $x$ $D_0$ $R_\varphi=\operatorname{diag}(1,e^{i\varphi})$ $D_0$ $D_0$ $|0\rangle$

Ölçümden önceki durum: ilk fotonu ölçme olasılığına ( ). z-bazında ( ve ) , bir tıklama olasılığı (ölçüm sonrası durumu ). Bu aşamadan bağımsızdır: burada müdahale yok. X temeli için ( ve

\frac{1}{2} (| 00 ⟩ + | 10 ⟩ + e^{i φ} | 01 ⟩ - e^{i φ} | 11 ⟩) = \frac{1}{2} (((1 + e^{i φ}) | 0 ⟩ + (1 - e^{i φ}) | 1 ⟩) | + ⟩ + ((1 - e^{i φ}) | 0 ⟩ + (1 + e^{i φ}) | 1 ⟩) | - ⟩)

$\frac{1}{2}(|00\rangle+|10\rangle + e^{i\varphi}|01\rangle - e^{i\varphi}|11\rangle)=\frac{1}{2}(((1+e^{i\varphi})|0\rangle+(1-e^{i\varphi})|1\rangle)|+\rangle + ((1-e^{i\varphi})|0\rangle +(1+e^{i\varphi})|1\rangle)|-\rangle)$

D_{0}

$D_0$

| 0 ⟩ ⟨ 0 |

$|0\rangle\langle 0|$

D_{3}

$D_3$

D_{4}

$D_4$

D_{0}

$D_0$

\frac{1}{2}

$\frac{1}{2}$

| \pm ⟩

$|\pm\rangle$

D_{1}

$D_1$

D_{2}

$D_2$ ) Bir tıklama için olasılık olan böylece burada parazit, bkz. Parazit görüp görmeyeceğimiz, geciktirilebilecek ikinci sistemdeki temel seçime bağlıdır. Tabii ki sonucu bilmeliyiz, bu kurulumla ışık iletişiminden çok daha hızlı mümkün değil.

D_{0}

$D_0$

\frac{1}{2} (1 \mp \cos φ)

$\frac{1}{2}(1\mp \cos \varphi)$

— M. Stern
kaynak

Harika. Teşekkürler! Devre hakkında endişelenmeyin; açıklama o kadar açıktır ki devre kolayca takip edilebilir.

— piramitleri

Buna rağmen ^, devre olması güzel bir ek olacağını düşünüyorum .. :-)

— Kiro

@Kiro: Katılıyorum ve şemayı cevaba dahil ediyorum.

— M. Stern