广义融合的量子图态

该研究团队在线性光学框架内形式化了一种适用于高维量子簇态的广义II型融合操作。两个指定的高维量子比特(分别来自输入簇态)通过被动线性光学网络与可选辅助量子比特发生干涉,随后进行数分辨探测;根据测量结果筛选后,剩余量子比特构成后选择融合态。研究人员证明了一个普适秩约束:对于任何此类干涉仪和测量结果,两个母簇态间的约化密度矩阵施密特秩上限为M(包括辅助比特在内的被测量子比特总数)。因此,实现需要秩d的正确高维量子比特融合必须满足:无辅助比特时不可行,且至少需要d−2个辅助量子比特。该分析将此前贝尔型量子比特融合的不可能性定理推广至高维情形及广义非贝尔投影。团队系统研究了相关测量结果的概率与纠缠特性,并论证了该下限与现有构造性方案的兼容性。这些结果为基于高维融合的光子测量基量子计算设立了明确的资源阈值。
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提交arXiv: 2025-10-18 19:25

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