基于测量的量子计算与qudit稳定子态

该团队展示了如何在高维量子系统(qudits)上实现基于测量的量子计算,所用资源态突破了传统簇态的限制。在此方法中,表征资源态的纠缠门采用对角或块对角克利福德操作,而非簇态惯用的受控相位门。这一简单调整产生显著效应:所应用的纠缠操作会决定与资源态关联的固有单量子门——当对资源态进行单量子测量时,正是该固有门驱动量子计算进程。研究人员证明了固有门须满足的条件,该条件允许通过测量实现任意单量子酉操作。对于素数幂维度的量子系统,该工作指出实现复杂度与系统维度及固有门的泡利阶数呈线性关系,因此不同纠缠门会导致不同计算开销。特别地,研究给出两个qutrit资源态实例,相比传统qutrit簇态具有更高效的量子信息传输与处理能力。最后,该研究探讨了实现通用测量量子计算所需资源态的二维几何结构。

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