量子科技中心_量科网

量子门是量子计算机的基本构建模块。在某些量子信息处理任务中，高维量子门相比二维量子门展现出显著优势。该研究团队提出了一族基于纠缠的光学受控交换门，作用于ℂ²⊗ℂᵈ⊗ℂᵈ空间。通过混合编码方式，研究人员将控制量子比特编码于光子极化自由度，目标量子高维比特编码于空间自由度。该电路仅需使用(2+3√d)个线性光学元件（d≥2），优于先前d=2时需要14个线性光学元件的结果。其电路深度仅为5，远低于先前d=2时的11层深度。此外，该方案实现的电路保真度可达99.4%，高于先前d=2时的对应结果。该工作采用确定性方式构建，无需借用辅助光子或测量诱导的非线性效应。更重要的是，该方案支持d>2的高维情形。