用于通用量子测量的单一可编程光子电路

可编程光子量子处理器面临一个关键挑战:尽管在量子态制备和操控方面取得重大进展,但测量仍局限于投影技术。该研究团队展示了一种可编程测量处理器,通过可扩展电路框架实现任意量子测量,突破了这一限制。该大规模集成光子架构实现了辅助量子系统的精确相干控制,构建出通用的四维量子测量装置。研究人员通过对100个随机选取的测量进行测量层析验证,平均保真度达到97.7%。该处理器在三个关键量子信息任务中均超越投影测量的理论极限:态区分(错误率降低23倍)、态估计(保真度提升10.6%)和随机性生成(随机性产出增加37%),证明了其卓越的操作性能。该工作构建了首个全可编程量子测量处理器,通过填补光子量子信息处理中缺失的关键组件,推动了通用量子操作的发展。

作者单位: VIP可见
提交arXiv: 2026-03-20 16:07

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