Qual è l'equivalente del circuito quantico di una gomma quantistica (a scelta ritardata)?

I computer quantistici sono in grado di simulare in modo efficiente qualsiasi altro sistema quantistico. Quindi ci deve essere una sorta di equivalente di una configurazione di gomma quantistica (possibilmente simulata). Mi piacerebbe vedere un simile equivalente disegnato come un circuito quantistico, idealmente nella variante di una gomma quantistica a scelta ritardata .

Una realizzazione (quantistica) sperimentale di una gomma da cancellare quantistica è questa: si crea un esperimento di interferenza a doppia fenditura in cui si ottengono informazioni su quale via "raddoppiando" i fotoni davanti a ciascuna fenditura usando la conversione parametrica spontanea verso il basso (la cui fisica non è importante per il mio argomento, il punto è che abbiamo un nuovo fotone che possiamo misurare per ottenere informazioni su quale strada). Il modello di interferenza scompare naturalmente, a meno che non si costruisca una gomma quantistica: se i due fotoni "raddoppiati" che trasportano le informazioni su quale via sono sovrapposti tramite un beamsplitter 50-50 in modo tale che le informazioni su quale via non possano più essere misurate, ricompare il modello di interferenza. Curiosamente,

Mi sembra di non riuscire a trovare un'equivalenza convincente per il modello di interferenza e per la gomma quantistica in porte a qubit semplici. Ma mi piacerebbe anche fare il pensiero (e idealmente, il vero) esperimento anche su un computer quantistico. Di quale programma (circuito quantico) avrei bisogno di correre su un computer quantistico per farlo?

algorithm quantum-gate circuit-construction

— piramidi
fonte

Proverò a tradurre Kim et. al. esperimento da una descrizione ottica in una descrizione di informazioni quantistiche. Ecco la configurazione sperimentale come la trovi nell'articolo di Wikipedia collegato :

$|0\rangle$ $|1\rangle$ $\frac{1}{\sqrt{2}}(|00\rangle + |11\rangle)$ $\varphi$ $x$ $D_0$ $R_\varphi=\operatorname{diag}(1,e^{i\varphi})$ $D_0$ $D_0$ $|0\rangle$

\frac{1}{2} (| 00 ⟩ + | 10 ⟩ + e^{i φ} | 01 ⟩ - e^{i φ} | 11 ⟩) = \frac{1}{2} (((1 + e^{i φ}) | 0 ⟩ + (1 - e^{i φ}) | 1 ⟩) | + ⟩ + ((1 - e^{i φ}) | 0 ⟩ + (1 + e^{i φ}) | 1 ⟩) | - ⟩)

$\frac{1}{2}(|00\rangle+|10\rangle + e^{i\varphi}|01\rangle - e^{i\varphi}|11\rangle)=\frac{1}{2}(((1+e^{i\varphi})|0\rangle+(1-e^{i\varphi})|1\rangle)|+\rangle + ((1-e^{i\varphi})|0\rangle +(1+e^{i\varphi})|1\rangle)|-\rangle)$

D_{0}

$D_0$

| 0 ⟩ ⟨ 0 |

$|0\rangle\langle 0|$

D_{3}

$D_3$

D_{4}

$D_4$

D_{0}

$D_0$

\frac{1}{2}

$\frac{1}{2}$

| \pm ⟩

$|\pm\rangle$

D_{1}

$D_1$

D_{2}

$D_2$

D_{0}

$D_0$

\frac{1}{2} (1 \mp \cos φ)

$\frac{1}{2}(1\mp \cos \varphi)$

— M. Stern
fonte

Fantastico grazie! Non preoccuparti del circuito; la descrizione è così chiara che il circuito può essere facilmente disegnato seguendolo.

— piramidi,

Anche così ^, penso che avere il circuito sarebbe una bella aggiunta .. :-)

— Kiro

@Kiro: sono d'accordo e includo il diagramma nella risposta.

— M. Stern,