扩展希尔伯特空间中的量子门表征

我们描述了一种利用量子过程层析表征量子门过程的方法，方法是先在包含非量子比特自由度的扩展希尔伯特空间中对它们建模。为避免预测出非物理过程，现有的量子过程层析程序加入了数学约束，其不对所描述系统的实际物理性质作任何假设。相比之下，本文给出的程序通过对量子过程的性质施加物理约束来确保物理性。这使得量子过程层析可使用更小的实验数据集执行，并产生具有直接物理阐释的参数。该思路以全光受控非门中的模式匹配为例作了演示。所述技术具有普适性，可应用于其他光学线路或量子计算架构。