通过隐形传态与纠缠实现的量子门架构

该研究团队提出了一种通用量子计算架构QGATE,该架构融合了基于测量的量子计算(MBQC)的测量驱动特性与电路模型算法相关的量子比特纠缠生成机制。该架构专为具备确定性光子源的离散变量光量子计算机设计,能够生成一维纠缠光子态。QGATE通过实现克利福德操作、QGATE辅助量子比特及任意角度单量子比特测量,在逻辑数据量子比特寄存器上实现通用量子计算。研究团队通过生成逻辑量子比特子集与共享QGATE辅助量子比特间的纠缠,实现了由多量子比特泡利字符串定义的幺正演化。通过以适当基测量QGATE辅助量子比特,即可执行目标幺正操作的指定项。这使得QGATE能够:1)直接执行以多量子比特泡利算符序列表示的哈密顿演化;2)基于任意稀疏哈密顿量的投影算符实现演化;3)构建多控制量子门以实现电路模型到QGATE的直接转换。研究团队以量子化学和计算流体动力学为灵感进行了案例研究,提出了QGATE的光子实现方案,并计算出基于叶状旋转曲面码构建逻辑量子比特时,光子损耗的阈值分别为(采用层内融合时)10.36±0.02%或(采用层间融合时)25.98±0.28%。

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提交arXiv: 2025-12-03 19:00

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