Experimental realization of a programmable quantum gate

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989592%3A15310%2F08%3A00005548" target="_blank" >RIV/61989592:15310/08:00005548 - isvavai.cz</a>

Result on the web

—

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

angličtina

Original language name

Experimental realization of a programmable quantum gate

Original language description

We experimentally demonstrate a programmable single-qubit quantum gate. This device applies a unitary phase shift operation to a data qubit with the value of the phase shift being fully determined by the state of a program qubit. Our linear optical implementation is based on the encoding of qubits into polarization states of single photons, two-photon interference on a polarizing beam splitter, and measurement on the output program qubit. We fully characterize the programmable gate by quantum process tomography. The achieved average quantum process fidelity exceeding 97% illustrates very good performance of the gate for all values of the encoded phase shift. We also show that by using a different set of program states the device can operate as a programmable partial polarization filter.

Czech name

Experimentální realizace programovatelného kvantového logického hradla

Czech description

Je experimentálně demonstrováno programovatelné kvantové logické hradlo pro jeden kvantový bit. Toto zařízení aplikuje na datový kvantový bit unitární operaci ve tvaru relativního fázového posuvu mezi dvěma fixními bázovými stavy. Velikost tohoto fázového posuvu je přitom plně určena stavem programového kvantového bitu. Realizované lineárně optické schéma využívá kódování kvantových bitů do polarizačních stavů jednotlivých fotonů, dvoufotonovou interferenci na polarizačním děliči svazku a měření výstupního programového kvantového bitu. Implementované programovatelné hradlo bylo plně charakterizováno pomocí úplné tomografie kvantového procesu. Dosažená průměrná fidelita kvantového procesu, jež přesahuje 97%, ilustruje vysokou kvalitu programovatelného hradla pro všechny hodnoty fázového posuvu. Je rovněž ukázáno, že s využitím alternativní třídy programových stavů může dané zařízení fungovat jako programovatelný částečný polarizační filtr.

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

2008

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

78

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

—