Franson型实验实现两量子比特量子逻辑门

量子计算机有望在分解大整数、模拟量子系统和数据库搜索等问题上带来巨大改进。使用光子作为量子比特是实现通用量子计算机最有前景的途径之一，因为光子的相干叠加态对各种退相干源非常鲁棒。然而，实现两量子比特光子门非常困难，因为它需要光子之间巨大的非线性。在这里，我们通过扩展之前的研究，展示了受控非门（CNOT）的实现，这是量子计算中最重要和最基本的双量子比特门。我们实验的核心是在 Franson 型实验中对双光子符合进行条件测量。光子计数测量起到了双量子比特门所需的非线性的作用，我们的系统再现了 CNOT 门的真值表。此外，我们通过我们的门从叠加态创建了一个纠缠态，这是我们门作为量子逻辑门工作的明确证据。我们的结果使得操纵包括纠缠在内的光子量子态成为可能，并代表了量子计算中各种算法操作的重大进展。