在 n 量子比特完全图上以三步实现任意 n×n 酉矩阵
量子物理
2015-09-30 v1
摘要
最近提出了在超导量子比特完全图上进行量子计算，并给出了在振幅放大、相位估计以及真实原子碰撞模拟中的应用 [Phys. Rev. A 91, 062309 (2015)]。这种单激发子空间（SES）方法不需要纠错，且目前已可实用。此前已展示如何在单步中实现对称的 n×n 酉矩阵，但无法实现一般的酉矩阵。这里我们证明，对于任意 n，酉群 U(n) 中的任何元素都可以在不超过三步内执行。这使得能够在常数时间内实现高度复杂的操作，并且在某些情况下甚至允许将整个算法编译为仅三个操作。利用这一协议，我们展示了如何在三步内制备 SES 芯片的任意纯态，以及如何针对给定的 SES 态 ρ，在常数步数内计算任意 n×n 厄米可观测量 O 的期望值。
引用
@article{arxiv.1509.04621,
title = {Three-step implementation of any nxn unitary with a complete graph of n qubits},
author = {Amara Katabarwa and Michael R. Geller},
journal= {arXiv preprint arXiv:1509.04621},
year = {2015}
}