Linear-optics quantum Toffoli and Fredkin gates

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989592%3A15310%2F06%3A00003302" target="_blank" >RIV/61989592:15310/06:00003302 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

angličtina

Original language name

Linear-optics quantum Toffoli and Fredkin gates

Original language description

We design linear-optics multiqubit quantum logic gates. We assume the traditional encoding of a qubit onto the state of a single photon in two modes (e.g., spatial or polarization). We suggest schemes allowing direct probabilistic realization of the fundamental Toffoli and Fredkin gates without resorting to a sequence of single- and two-qubit gates. This yields more compact schemes and potentially reduces the number of ancilla photons. The proposed setups involve passive linear optics, sources of auxiliary single photons or maximally entangled pairs of photons, and single-photon detectors. In particular, we propose an interferometric implementation of the Toffoli gate in the coincidence basis, which does not require any ancilla photons and is experimentally feasible with current technology.

Czech name

Lineárně optické kvantové Toffoliho a Fredkinovo hradlo

Czech description

Byla navržena lineárně optická kvantová logická hradla mezi třemi a více kvantovými bity. Je uvažováno tradiční kódování kvantových bitů do stavů jednoho fotonu ve dvou módech (prostorových či polarizačních). Byla navržena schémata pro přímou realizaci kvantového Toffoliho a Fredkinova hradla bez využití sekvence hradel mezi dvojicemi kvantových bitů. Výsledná schémata jsou kompaktnější a vyžadují méně pomocných fotonů. Zejména bylo vyvinuto schéma pro realizaci Toffoliho hradla v takzvané koincidenčníbázi, jež nevyžaduje žádné pomocné fotony a je tak experimentálně testovatelné v rámci současné technologie.

Type

J_x - Unclassified - Peer-reviewed scientific article (Jimp, Jsc and Jost)

CEP classification

BH - Optics, masers and lasers

OECD FORD branch

—

Project

<a href="/en/project/LC06007" target="_blank" >LC06007: Centre of Modern Optics</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)<br>Z - Vyzkumny zamer (s odkazem do CEZ)

Publication year

2006

Confidentiality

S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

Name of the periodical

Physical Review A

ISSN

1050-2947

e-ISSN

—

Volume of the periodical

73

Issue of the periodical within the volume

6

Country of publishing house

US - UNITED STATES

Number of pages

1

Pages from-to

—

UT code for WoS article

—

EID of the result in the Scopus database

—