基于量子光子器件的图态生成,实现基于测量的量子计算
量子物理
2026-07-18 v1
摘要
光子簇态是基于测量的量子计算(MBQC)的基本资源,MBQC 是一种有前景的可扩展量子计算方法。这些高度纠缠的态使得通过应用局域测量而非门操作进行计算成为可能,这使得它们对于容错量子计算至关重要。光子簇态的生成需要高质量的纠缠和稳定性,这可以通过利用腔量子电动力学(腔 QED)来实现,即将量子点(QD)嵌入光子微腔中。这种方法能够控制单光子发射及其纠缠,有助于解决生成光子簇态的关键挑战。增强光子簇态的生成需要提高品质因子(Q 因子),从而提高腔和 QD 系统的协作性。高 Q 因子有助于减少光子损失和退相干,确保更稳定和高保真度的量子态。它还实现了更好的光-物质相互作用,提高了簇态质量。协作性,作为相对于耗散的光-物质耦合强度的度量,直接影响光子发射效率。优化这些参数可以改善纠缠生成,这对于产生高质量的光子簇态至关重要。因此,优化的腔对于改善光子簇态的生成至关重要。可扩展性也是生成量子计算中使用的大规模簇态的重要参数。在本文中,在回顾了 MBQC、簇态和光子簇态的生成之后,我们研究了用于 MBQC 目的的光子簇态资源的确定性生成,并强调了逆向设计技术对此目标的重要性。
引用
@article{arxiv.2607.16667,
title = {Graph State Generation Based on Quantum Photonic Devices, Enabling Measurement-Based Quantum Computing},
author = {Masoud Hakimi Heris},
journal= {arXiv preprint arXiv:2607.16667},
year = {2026}
}
备注
8 pages, 8 figures. Qualifying exam paper, originally presented March 2025