超高保真度与效率的通用高维量子门实验实现
量子物理
2023-12-01 v1
摘要
量子dit（qudit）作为一种高维量子系统，提供了更大的希尔伯特空间来处理量子信息，并展现出相对于量子比特的显著优势。利用 qudit 实现高保真度通用量子门是一项巨大挑战。在此，我们理论提出并实验演示了一组用于四维单光量子dit的通用量子门（包括广义 Pauli 门、Pauli 门及其所有整数次幂），其编码于偏振-空间自由度中，无需多个不稳定的级联干涉仪。此外，我们还实现了受控- 门及其所有整数次幂。我们实现了超高平均门保真度 与效率 ，均高于容错量子计算的误差阈值。我们的工作为以多项式资源代价实现大规模高维容错量子计算铺平了道路。
引用
@article{arxiv.2311.18179,
title = {Experimental realization of universal high-dimensional quantum gates with ultra-high fidelity and efficiency},
author = {Zhe Meng and Wen-Qiang Liu and Bo-Wen Song and Xiao-Yun Wang and An-Ning Zhang and Zhang-Qi Yin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2311.18179},
year = {2023}
}