囚禁离子实现量子 Toffoli 门
量子物理
2009-11-13 v1
摘要
量子信息处理算法通常被分解为量子门操作序列，最常由单量子比特和双量子比特门实现 [1]。虽然此类操作构成了量子计算的通用集，但作用于两个以上量子比特的门可以简化复杂量子算法的实现 [2]。因此，单个三量子比特操作可以替代复杂的双量子比特门序列，从而有望实现更快的执行速度并可能具有更高的保真度（Fidelity）。一个重要的三量子比特操作是量子 Toffoli 门，它根据两个控制量子比特的状态对目标量子比特执行非（NOT）操作。在此，我们展示了离子阱量子计算机中量子 Toffoli 门的首次实验实现。我们的实现特别高效，因为我们直接将相关的逻辑信息编码在离子链的运动中。[1] DiVincenzo, D. P. Two-bit gates are universal for quantum computation. cond-mat/9407022, Phys.Rev. A 51, 1015-1022 (1995). [2] Chiaverini, J. et al. Realization of quantum error correction. Nature 432, 602-605 (2004).
引用
@article{arxiv.0804.0082,
title = {Realization of the quantum Toffoli gate with trapped ions},
author = {T. Monz and K. Kim and W. Hänsel and M. Riebe and A. Villar and P. Schindler and M. Chwalla and M. Hennrich and R. Blatt},
journal= {arXiv preprint arXiv:0804.0082},
year = {2009}
}
备注
11 pages, 2 figures