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光子芯片上的基于测量的量子计算

量子物理 2026-07-08 v1
作者: Jeldrik Huster , Louis L. Hohmann , Kevin Edelmann , Stefanie Barz
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摘要

集成光子学为量子信息处理提供了一个可扩展的平台。在此背景下，基于测量的量子计算（MBQC）提供了一种有吸引力的方法，其中量子计算通过对高度纠缠的图态进行自适应测量来实现，从而避免了确定性光子-光子相互作用的需要。在此，我们展示了在集成硅光子芯片上的MBQC，该芯片能够生成多达四个量子比特的光子图态。我们分别实现了四光子星形和线性图态的保真度FStar=(83.5±1.8) %F_{Star} = (83.5 \pm 1.8)\,\%和FLin=(75.6±1.1) %F_{Lin} = (75.6 \pm 1.1)\,\%。我们使用这些资源态来实现基于MBQC的单量子比特和双量子比特门，并演示了Grover搜索算法和Deutsch-Jozsa算法。这些结果确立了在集成光子平台上可重构四光子MBQC的可行性，并为未来更大规模的实现奠定了基础。

关键词

measurement-based quantum computing integrated photonics graph states silicon photonic chip Grover's algorithm Deutsch-Jozsa algorithm

引用

@article{arxiv.2607.07890,
  title  = {Measurement-Based Quantum Computing on a Photonic Chip},
  author = {Jeldrik Huster and Louis L. Hohmann and Kevin Edelmann and Stefanie Barz},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.07890},
  year   = {2026}
}