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Computing-Heightened Low-Cost High-Dimensional Controlled-SUM Gates
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AI
DOI：10.1002/qute.202500370.png)
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摘要
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基于多量子比特的量子门相比于基于量子比特的门具有多个优势，例如更高的信息密度、能够处理更复杂的问题以及更丰富的量子操作。本研究提出了三种实现4 × 4维（16D）双多量子比特受控-SUM（CSUM）门的实际协议，其中4D控制多量子比特和4D目标多量子比特分别编码在两个光子的偏振自由度（DoF）和空间自由度中。第一种协议仅使用线性光学元件且无需辅助资源，使其在当前光学技术下可行，并达到1/9的效率。第二种协议利用微腔-量子点系统的光子散射，使16D CSUM门能够确定性地运行且无需后选择。第三种协议基于第二种协议引入了误差宣告机制，理论上可实现完美保真度。此外，所有协议均无需辅助光子，具有电路紧凑和成本低廉的优势，同时进一步推动了高维量子计算的发展。
Keyword:
high-dimensional
quantum computing
quantum gates
quantum information processing
期刊
A
IF:
4.3
论文数:
515
被引数:
3.2K
机构
引用论文
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