量子光学中的混合量子计算

我们提出一种混合量子计算方案，其中用于计算的量子比特自由度与用于通信的量子连续变量相结合。特别地，通用两量子比特门可通过量子比特-量子比特通信确定性地实现，该通信由连续变量总线模（“qubus”）中介，量子比特之间无需直接相互作用，也无需对 qubus 做任何测量。关键要素是对 qubus 的受控旋转和无条件 qubus 位移。受控旋转可通过量子光学中典型的原子-光相互作用实现。对于此类相互作用，我们的方案是通用的，并在任何 regime 下都有效，包括弱非线性和强非线性的极限。