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one-way量子计算

2018-03-04

one-way量子计算, 也称为基于测量的量子计算 (measurement-based quantum computing)。它以一类特殊的纠缠态, cluster state, 或某些图态(graph state), 为普适的计算资源,所有的量子计算任务都是通过单量子比特测量来完成的。由于投影测量的不可逆性,所以把它命名为one-way量子计算。

one-way量子计算模式为某些物理系统开展量子计算提供了一个有效便捷的途径。一般来讲,高精度的两量子比特逻辑门比单量子比特操控要难以实现。


而在one-way 量子计算中, 两量子比特逻辑门可以完全被避免,它只需要使用一系列单量子比特测量就可以完成任意的量子计算任务。(作为普适量子计算资源的 cluster state, 本身不携带任何与具体量子计算任务有关的信息,因此它的制备可以以任何有效方便的方式来进行。) 比如对于光学系统来讲,由于光子间缺乏显著的相互作用,因此实现两量子比特逻辑门相对比较困难,而它在对单光子测量上比较方便, 因此使用one-way量子计算模式对于光学系统来说较为方便。事实上, 目前在 one-way 量子计算的实验研究方面,光学系统是最为领先的。


除此以外,由于量子纠缠和量子测量在one-way量子计算中起着最为显著的作用, 因此人们相信对one-way量子计算的深入研究,将有助于更深入地理解这两个最基本的物理现象。这更激发了研究人员对one-way量子计算的研究热情。


参考文献:

1. R.Raussendorf, D. E. Browne, and H. J. Briegel,Phys.Rev.A 68,022312 (2003)

2. H. J. Briegel and R.Raussendorf, Phys.Rev.Lett.86,910(2001)

3. R. Raussendorf, H. J. Briegel, A One-Way quantum computer. Phys.Rev.Lett.86,5188(2001)

4. 居琛勇,“量子计算中的新计算模式和新物理实现体系研究”,中国科技大学博士学位论文(2010).

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