仅交换量子计算的一个显式通用门集
量子物理
2007-05-23 v2
摘要
单一物理相互作用一般而言未必对量子计算是通用的。然而,已有研究表明在某些情况下它可在子空间上生成通用量子计算。例如,通过将逻辑量子比特编码进多个物理量子比特的阵列中,单一的各向同性或各向异性交换相互作用可生成通用的逻辑门集。近来,交换相互作用的编码通用性已在三量子比特阵列(最小的非平凡编码)上被显式证明。我们现在给出四量子比特阵列上离散通用逻辑门集的精确规范。我们展示了如何以至多 3 次最近邻交换操作精确实现单量子比特运算,以及如何通过 29 次并行最近邻交换相互作用或 54 次串行门生成编码受控非门,这些结果来自使用遗传算法与 Nelder-Mead 搜索的广泛数值优化。我们的门序列可立即应用于基于交换相互作用的量子电路实现。
引用
@article{arxiv.quant-ph/0309002,
title = {An Explicit Universal Gate-set for Exchange-Only Quantum Computation},
author = {M. Hsieh and J. Kempe and S. Myrgren and K. B. Whaley},
journal= {arXiv preprint arXiv:quant-ph/0309002},
year = {2007}
}
备注
16 pages, 6 figures, new appendix and figures, revised version as accepted for publication