Experimental investigation of a four-qubit linear-optical quantum logic circuit

Kód výsledku v IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F61989592%3A15310%2F16%3A33159744" target="_blank" >RIV/61989592:15310/16:33159744 - isvavai.cz</a>

Výsledek na webu

<a href="http://www.nature.com/articles/srep33475" target="_blank" >http://www.nature.com/articles/srep33475</a>

DOI - Digital Object Identifier

<a href="http://dx.doi.org/10.1038/srep33475" target="_blank" >10.1038/srep33475</a>

Jazyk výsledku

angličtina

Název v původním jazyce

Experimental investigation of a four-qubit linear-optical quantum logic circuit

Popis výsledku v původním jazyce

We experimentally demonstrate and characterize a four-qubit linear-optical quantum logic circuit. Our robust and versatile scheme exploits encoding of two qubits into polarization and path degrees of single photons and involves two crossed inherently stable interferometers. This approach allows us to design a complex quantum logic circuit that combines a genuine four-qubit C(3)Z gate and several two-qubit and single-qubit gates. The C(3)Z gate introduces a sign flip if and only if all four qubits are in the computational state vertical bar 1 >. We verify high-fidelity performance of this central four-qubit gate using Hofmann bounds on quantum gate fidelity and Monte Carlo fidelity sampling. We also experimentally demonstrate that the quantum logic circuit can generate genuine multipartite entanglement and we certify the entanglement with the use of suitably tailored entanglement witnesses.

Název v anglickém jazyce

Experimental investigation of a four-qubit linear-optical quantum logic circuit

Popis výsledku anglicky

We experimentally demonstrate and characterize a four-qubit linear-optical quantum logic circuit. Our robust and versatile scheme exploits encoding of two qubits into polarization and path degrees of single photons and involves two crossed inherently stable interferometers. This approach allows us to design a complex quantum logic circuit that combines a genuine four-qubit C(3)Z gate and several two-qubit and single-qubit gates. The C(3)Z gate introduces a sign flip if and only if all four qubits are in the computational state vertical bar 1 >. We verify high-fidelity performance of this central four-qubit gate using Hofmann bounds on quantum gate fidelity and Monte Carlo fidelity sampling. We also experimentally demonstrate that the quantum logic circuit can generate genuine multipartite entanglement and we certify the entanglement with the use of suitably tailored entanglement witnesses.

Druh

J_x - Nezařazeno - Článek v odborném periodiku (Jimp, Jsc a Jost)

CEP obor

BH - Optika, masery a lasery

OECD FORD obor

—

Projekt

<a href="/cs/project/GA16-17314S" target="_blank" >GA16-17314S: Komplexní multiqubitová optická kvantová logická hradla</a><br>

Návaznosti

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Rok uplatnění

2016

Kód důvěrnosti údajů

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

Název periodika

Scientific Reports

ISSN

2045-2322

e-ISSN

—

Svazek periodika

6

Číslo periodika v rámci svazku

SEP

Stát vydavatele periodika

GB - Spojené království Velké Británie a Severního Irska

Počet stran výsledku

11

Strana od-do

"33475-1"-"33475-11"

Kód UT WoS článku

000383487000001

EID výsledku v databázi Scopus

—