多量子比特系统中基于连续时间量子游走与非局域辅助态的量子门
量子物理
2017-05-02 v3
摘要
非局域高能辅助态已成功用于在不同量子计算系统中纠缠量子比特对。通常，要产生一个非平凡的多量子比特门，需要更长跨度的非局域态或顺序应用少量子比特纠缠门。在许多情况下，跨越整个系统的单个非局域态由于谱拥挤而难以使用或不可能具备。同时，许多多量子比特系统能自然形成跨越每个少数量子比特的多个非局域高能态的网络。我们展示连续时间量子游走可用于解决此问题，通过涉及多个此类态在许多量子比特上并发执行局域和纠缠操作。这引入了基于可用物理资源的多量子比特门压缩的替代方法。我们阐述了此类游走的普遍要求，并讨论了在基于自组装量子点、金刚石缺陷和超导量子比特的量子计算架构中可能出现的非局域辅助态配置作为示例。具体地，我们讨论了一个构建为具有最近邻相互作用的单链的可扩展多量子比特量子寄存器。我们阐释了如何配置量子游走以执行单、双和三量子比特门，包括 Hadamard、Control-NOT 和 Toffoli 门。研究了涉及这些门的图中的连续时间量子游走。
引用
@article{arxiv.1512.06399,
title = {Quantum gates via continuous time quantum walks in multiqubit systems with non-local auxiliary states},
author = {Dmitry Solenov},
journal= {arXiv preprint arXiv:1512.06399},
year = {2017}
}
备注
43 pages, 11 figures, with TOC