Komplexní multiqubitová optická kvantová logická hradla
Cíle projektu
Kvantová logická hradla představují základní stavební prvky procesorů pro kvantové zpracování informace. Cílem projektu je experimentálně demonstrovat a charakterizovat tři pokročilá multiqubitová lineárně optická kvantová logická hradla a otestovat jejich využití v aplikacích v oblasti kvantové metrologie a potlačení kvantové dekoherence. Jmenovitě bude implementované tříqubitové kontrolované-kontrolované fázové hradlo s libovolným fázovým posuvem, kvantové Fredkinovo hradlo (tj. kontrolované SWAP hradlo) a čtyřqubitové kontrolované-kontrolované-kontrolované-Z hradlo. Bude využito dvou stupňů volnosti - polarizace a dráhy v interferometru – k zakódování dvou kvantových bitů do stavu jednoho fotonu. Hradla budou implementovaná pomocí kombinace jedno- a dvoufotonové interference v inherentně stabilních interferometrech tvořených anizotropními kalcitovými hranoly. Budou zkoumané a experimentálně testované aplikace těchto multiqubitových hradel pro kvantové zpracování informace.
Klíčová slova
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
Standardní projekty 20 (SGA0201600001)
Hlavní účastníci
Univerzita Palackého v Olomouci / Přírodovědecká fakulta
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
16-17314S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Complex multiqubit optical quantum logic gates
Anotace anglicky
Quantum logic gates represent essential building blocks of quantum information processing devices. We will experimentally demonstrate and characterize three advanced multiqubit linear optical quantum gates and we will experimentally test their functionality in applications in quantum metrology and quantum decoherence suppression. In particular, we aim to implement a three-qubit controlled-controlled-phase gate with an arbitrary phase shift, a three-qubit quantum Fredkin gate (controlled SWAP gate), and a four qubit controlled-controlled-controlled-Z gate. We will encode two qubits into a single photon by exploiting two different degrees of freedom: polarization and a path in an interferometer. The gates will be implemented by a combination of single- photon and two-photon interference in inherently stable multiport optical interferometers formed by calcite beam displacers. Applications of these multiqubit quantum gates for quantum information processing will be investigated and experimentally tested.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
CEP - hlavní obor
BH - Optika, masery a lasery
CEP - vedlejší obor
—
CEP - další vedlejší obor
—
OECD FORD - odpovídající obory
(dle převodníku)10306 - Optics (including laser optics and quantum optics)
Hodnocení dokončeného projektu
Hodnocení poskytovatelem
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Zhodnocení výsledků projektu
Cíle projektu, zaměřeného na výzkum nových komplexních multiqubitových optických kvantových logických hradel, ve shodě s plánem, byly naplněny ve všech aktivitách (celkem 6 článků s IF). Byly získány nové znalosti o multiqubitových hradlech (4 qubitové CCCZ, 3 qubitová Fredkinovo a CCPhase hradla), spolu s kvantovými korelacemi, představující pokrok v oblasti kvantového zpracování informace.
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2016
Ukončení řešení
31. 12. 2018
Poslední stav řešení
U - Ukončený projekt
Poslední uvolnění podpory
26. 4. 2018
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP19-GA0-GA-U/01:1
Datum dodání záznamu
12. 6. 2019
Finance
Celkové uznané náklady
7 456 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
5 875 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
1 581 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
7 456 tis. Kč
Statní podpora
5 875 tis. Kč
78%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
CEP
BH - Optika, masery a lasery
Doba řešení
01. 01. 2016 - 31. 12. 2018