单光子态的全息多重受控门

受控与多控量子门作为复杂量子算法的基本逻辑构建模块,其作用于目标量子位的效果取决于多个控制量子位的状态。该研究团队提出了一种基于调制光子波导网络中非阿贝尔和乐效应的实现方案。该方法利用由两个星型网络通过双路径电路耦合构成的线性光子线路——其中具有M条外围波导与中心节点耦合的星型网络(即M足结构)自然推广了非阿贝尔Thouless泵浦与受激拉曼绝热通道(STIRAP)中使用的三足结构。 该工作首先分析了两个连接三足结构的最小案例,设计了可实现单量子位门、CNOT门和SWAP门的绝热驱动回路。随后研究人员证明,将方法扩展至更大的M足结构可实现多重受控操作,并以两个耦合五足结构上设计的Toffoli门和OR门为例进行说明。最后,该团队展示了连接三足结构网络可执行Deutsch量子查询算法。
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提交arXiv: 2025-12-24 10:54

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