用于量子态工程的受控离散时间量子行走
量子物理
2023-07-19 v2 光学
摘要
我们分析了受控离散时间量子行走在生成由与 qudit 系统耦合的 qubit 组成的二分量子系统量子态方面的优势与局限。我们证明，即便在量子步的最广义定义下，复合空间中也并非所有量子态都可通过量子行走访问，从而导致复合 Hilbert 空间分化为“行走可访问态”与“行走不可访问态”。我们给出了一种算法，以最少步数（均为单位步长）从易实现的产品态生成任意行走可访问态。我们进一步给出了在任意这样一对行走可访问态之间构造最小量子行走的方案。线性光学一直是实现基于硬币的量子行走的流行物理系统，其中复合空间由光束的自旋与轨道角动量构成。我们确立在此类实现中所有归一化量子态均为“行走可访问”。此外，任何广义量子步均可借助单个 q-plate 与一对均匀波片实现，至多差一个全局相位。随后我们给出了一种基于量子行走的方案，仅使用 q-plate 与波片来实现任意矢量光束。
引用
@article{arxiv.2205.04872,
title = {Steered discrete-time quantum walks for engineering of quantum states},
author = {Gururaj Kadiri},
journal= {arXiv preprint arXiv:2205.04872},
year = {2023}
}