45、量子计算中的关键协议与非线性效应解析

量子计算中的关键协议与非线性效应解析

1. 引言

在量子计算和量子信息领域,有许多重要的协议和效应对于实现高效、可靠的量子操作至关重要。本文将深入探讨Knill–Laflamme–Milburn(KLM)协议以及单光子的交叉克尔非线性效应,这些内容在量子光学和量子计算中具有重要的应用价值。

2. KLM协议中的门 teleportation

KLM协议主要由三部分组成:基于第6章讨论的ns门的概率性cz门、将概率性门 teleport 到电路中以实现任意高成功概率的方法,以及便于根据门的精度水平进行高效编码的纠错协议。这里重点讨论KLM协议中的门 teleportation 方面。

2.1 单量子比特的门 teleportation

单量子比特的 teleportation 可以用以下公式表示:
[|\psi\rangle_1 |\Phi_{00}\rangle_{23} \to X_n^3 Z_m^3 |\Phi_{nm}\rangle_{12} |\psi\rangle_3]
其中,(|\Phi_{00}\rangle_{23}) 是模式 2 和 3 上的(未归一化)贝尔态 (|00\rangle + |11\rangle),(|\Phi_{nm}\rangle_{12}) 是 Alice 的贝尔测量中找到的贝尔态。如果纠缠对处于稍有不同的状态,即 (|\Phi_{00}\rangle_{23} \to \hat{I} 2 \otimes U_3 |\Phi {00}\rangle_{23}),则 teleportation 协议产生的输出状态为:
[|\psi_{out}\r

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