Teleportarea cuantică a porților

Teleportarea cuantică a porților este o construcție de circuit cuantic în care o poartă este aplicată unor qubiți țintă prin aplicarea mai întâi a porții la o stare inseparată și apoi teleportarea qubiților țintă prin acea stare inseparată. [1][2]

Aplicarea unei porți CNOT folosind teleportarea porții. Utilizează măsurarea bazei Bell (descompusă aici într-un CNOT, un H și două măsurători), inițializarea bazei Bell (descompusă aici în două resetări, un H și un CNOT) și feedback clasic sub formă de operații Pauli controlate de rezultatele măsurătorilor.

Această separare a aplicării fizice a porții de qubitul țintă poate fi utilă în cazurile în care aplicarea directă a porții la qubitul țintă poate fi mai probabil să îl distrugă decât să aplice operația dorită. De exemplu, protocolul KLM poate fi utilizat pentru a implementa o poartă NOT controlată pe un computer cuantic fotonic, dar procesul poate fi predispus la erori care distrug qubiții țintă. Prin utilizarea teleportării porților, operația CNOT poate fi aplicată unei stări care poate fi recreată cu ușurință dacă este distrusă, permițând utilizarea CNOT KLM în calcule cuantice de lungă durată fără a risca restul calculului. În plus, teleportarea porților este o componentă cheie a distilării stărilor magice, o tehnică ce poate fi utilizată pentru a depăși limitele teoremei Eastin-Knill. [3]

Teleportarea cu porți cuantice a fost demonstrată în diverse tipuri de computere cuantice, inclusiv calcul optic liniar, [4] calcul cuantic supraconductor [5] și calcul cuantic cu ioni prinși. [6]

Referințe

1. Jozsa, Richard (2005). „An introduction to measurement based quantum computation”. NATO Science Series, III: Computer and Systems Sciences. Quantum Information Processing-From Theory to Experiment, 199, 137-158. arXiv:quant-ph/0508124. Bibcode:2005quant.ph..8124J.
2. Colin P. Williams (2010). Explorations in Quantum Computing. Springer. pp. 633–641. ISBN 978-1-4471-6801-0.
3. Gottesman, Daniel; Chuang, Isaac L. (1999). „Quantum Teleportation is a Universal Computational Primitive”. Nature. 402 (6760): 390–393. arXiv:quant-ph/9908010. Bibcode:1999Natur.402..390G. doi:10.1038/46503. S2CID 4411647.
4. Chou, K.S.; Blumoff, J.Z.; Wang, C.S.; Reinhold, P.C.; Axline, C.J.; Gao, Y.Y.; Frunzio, L.; Devoret, M.H.; Jiang, Liang; Schoelkopf, R.J. (2010). „Teleportation-based realization of an optical quantum two-qubit entangling gate”. PNAS. 107 (49): 20869–20874. arXiv:1011.0772. Bibcode:2010PNAS..10720869G. doi:10.1073/pnas.1005720107. PMC 3000260. PMID 21098305.
5. Gao, Wei-Bo; Poulin, David (2018). „Deterministic teleportation of a quantum gate between two logical qubits”. Nature. 561 (7723): 368–373. arXiv:1801.05283. Bibcode:2018Natur.561..368C. doi:10.1038/s41586-018-0470-y. PMID 30185908. S2CID 3820071.
6. Wan, Yong; Kienzler, Daniel; Erickson, Stephen D.; Mayer, Karl H.; Tan, Ting Rei; Wu, Jenny J.; Vasconcelos, Hilma M.; Glancy, Scott; Knill, Emanuel; Wineland, David J.; Wilson, Andrew C.; Leibfried, Dietrich (2019). „Quantum gate teleportation between separated qubits in a trapped-ion processor”. Science. 364 (6443): 875–878. arXiv:1902.02891. Bibcode:2019Sci…364..875W. doi:10.1126/science.aaw9415. PMC 11533827. PMID 31147517. S2CID 119088844.

(Include texte traduse și adaptate din Wikipedia de Nicolae Sfetcu)