实验性单向量子计算

标准量子计算基于处理量子比特的幺正量子逻辑门序列。Raussendorf 和 Briegel 提出的单向量子计算机则完全不同。它改变了我们对量子计算所需条件的理解，更广义上改变了我们对量子物理的思考。这一新模型要求量子比特初始化于高度纠缠的簇态中。此后，量子计算通过一系列单量子比特测量及其结果经典前馈来进行。由于测量的重要作用，单向量子计算机是不可逆的。在单向量子计算机中，测量的顺序和选择决定了所计算的算法。我们已在实验上实现了编码于四个光子偏振态中的四量子比特簇态。我们通过实施首个实验性四量子比特量子态层析完全表征了该量子态。利用此簇态，我们通过一组通用的单量子比特和双量子比特操作演示了单向量子计算的可行性。最后，我们对 Grover 搜索算法的实现表明单向量子计算非常适于此类任务。