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具有更高成功概率的高维线性光学量子计算融合方案

量子物理 2025-10-13 v2

摘要

II型融合是一种概率性纠缠测量,对于基于测量的线性光学量子计算至关重要,并可更广泛地用于量子隐形传态。然而,其在高维量子比特(qudit)中的应用仍未得到充分探索。我们的主要成果是给出了一种II型融合协议,对于任意维度dd的qudit,其成功概率被证明约为2/d22/d^2。这推广了之前仅适用于偶数维qudit的方法。我们相信该协议是已知最高效的II型融合协议,其中d=5d=5的情况比之前的记录高出约723倍。我们讨论了利用通过时间仓复用耦合到微波腔的硅自旋qudit辅助比特来构建所需(d2)(d-2)-qudit辅助态的方法。随后,我们引入了一个通用的额外维度校正框架,这是线性光学中的一种自然技术,可用于非确定性地将非最大纠缠投影校正为贝尔测量。我们使用此方法分析并改进了几种不同的高维II型融合电路,并比较了它们的优缺点。

关键词

引用

@article{arxiv.2505.16816,
  title  = {Fusion for High-Dimensional Linear Optical Quantum Computing with Improved Success Probability},
  author = {Gözde Üstün and Eleanor G. Rieffel and Simon J. Devitt and Jason Saied},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2505.16816},
  year   = {2025}
}

备注

27 pages, 13 figures. v2 includes data as ancillary files