Что является квантовой схемой, эквивалентной квантовому ластику с отложенным выбором?

Квантовые компьютеры способны эффективно моделировать любую другую квантовую систему. Следовательно, должен быть какой-то эквивалент (возможно, смоделированного) квантового ластика. Я хотел бы видеть такой эквивалент в виде квантового контура, в идеале в варианте квантового ластика с отложенным выбором .

Одна (квантовая) экспериментальная реализация квантового ластика такова: вы создаете эксперимент с двойной щелью, где вы получаете информацию о том, в какую сторону "удваивать" фотоны перед каждой щелью, используя спонтанное параметрическое преобразование с понижением частоты (физика которого не важна) для моего аргумента, суть в том, что у нас есть новый фотон, который мы можем измерить, чтобы получить информацию о том, в какую сторону). Интерференционная картина естественным образом исчезает, если мы не создадим квантовый ластик: если два «удвоенных» фотона, несущих информацию о том, в какую сторону, накладываются через светоделитель 50-50 таким образом, что информацию о том, в какую сторону больше нельзя измерять, интерференционная картина появляется снова. Любопытно,

Кажется, я не могу найти убедительную эквивалентность для интерференционной картины и для квантового ластика в простых кубитных затворах. Но я бы хотел провести мысленный (и в идеале реальный) эксперимент на квантовом компьютере. Какую программу (квантовую схему) мне нужно запустить на квантовом компьютере, чтобы сделать это?

algorithm quantum-gate circuit-construction пирамиды
источник

Ответы:

Я постараюсь перевести Kim et. и др. Эксперимент из описания оптики в описание квантовой информации. Вот экспериментальная установка, которую вы найдете в связанной статье в Википедии :

$|0\rangle$ $|1\rangle$ $\frac{1}{\sqrt{2}}(|00\rangle + |11\rangle)$ $\varphi$ $x$ $D_0$ $R_\varphi=\operatorname{diag}(1,e^{i\varphi})$ $D_0$ $D_0$ $|0\rangle$

\frac{1}{2} (| 00 ⟩ + | 10 ⟩ + e^{i φ} | 01 ⟩ - e^{i φ} | 11 ⟩) = \frac{1}{2} (((1 + e^{i φ}) | 0 ⟩ + (1 - e^{i φ}) | 1 ⟩) | + ⟩ + ((1 - e^{i φ}) | 0 ⟩ + (1 + e^{i φ}) | 1 ⟩) | - ⟩)

$\frac{1}{2}(|00\rangle+|10\rangle + e^{i\varphi}|01\rangle - e^{i\varphi}|11\rangle)=\frac{1}{2}(((1+e^{i\varphi})|0\rangle+(1-e^{i\varphi})|1\rangle)|+\rangle + ((1-e^{i\varphi})|0\rangle +(1+e^{i\varphi})|1\rangle)|-\rangle)$

D_{0}

$D_0$

| 0 ⟩ ⟨ 0 |

$|0\rangle\langle 0|$

D_{3}

$D_3$

D_{4}

$D_4$

D_{0}

$D_0$

\frac{1}{2}

$\frac{1}{2}$

| \pm ⟩

$|\pm\rangle$

D_{1}

$D_1$

D_{2}

$D_2$

D_{0}

$D_0$

\frac{1}{2} (1 \mp \cos φ)

$\frac{1}{2}(1\mp \cos \varphi)$

М. Стерн
источник

Круто, спасибо! Не беспокойся о схеме; описание настолько ясно, что схема может быть легко нарисована после него.

пирамиды

Несмотря на это ^, я думаю, что схема была бы хорошим дополнением .. :-)

Kiro

@ Киро: Я согласен и включить диаграмму в ответ.

М. Штерн