【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多量子比特量子门的并行实现的系统和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年7月11日提交的、第62/873,009号美国临时申请的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文。
技术介绍
[0003]任何么正(unitary)操作都可以在配备具有完整通用门集的量子计算机上执行。完整门集可以由单量子比特操作和一个二量子比特受控非(CNOT)门组成。CNOT门已经在几种不同的物理系统中得到证明，该物理系统包括俘获的中性原子、俘获的离子、超导电路和线性光学。
[0004]利用中性原子处理的量子信息提供了许多令人振奋的机会。中性原子可以使用光学俘获技术、以灵活的几何形状并且大量地被俘获。每个单独的原子可以在两个超精细基态能级|0>和|1>中存储量子比特的信息。这种存储具有高相干时间的优势，这得益于与环境的出色隔离、经由光泵浦来实现近乎完美的量子比特初始化、每个量子比特的单独光学读出以及单量子比特的直接操作。最后，通过耦合到高度激发的里德伯(Rydberg)状态来操作多量子比特纠...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种在量子比特的分组上操作量子门的方法，所述方法包括：选择针对至少第一激光脉冲和第二激光脉冲的参数集的值，所述参数选自相对相位偏移、激光频率、激光强度和脉冲持续时间；以及将所述至少第一激光脉冲和所述第二激光脉冲施加到N个量子比特的分组内的所有量子比特，其中N等于或大于2，从而将非相互作用的量子状态|1>耦合到相互作用的激发状态|r>，使得以量子状态|1>开始的每个量子比特在所述至少第一激光脉冲和第二激光脉冲完成时返回到所述状态|1>，并且使得所述分组中的量子比特被相互阻塞。2.根据权利要求1所述的方法，其中每个量子比特是原子量子比特。3.根据权利要求1所述的方法，其中每个量子比特是离子量子比特。4.根据权利要求1所述的方法，其中每个量子比特是分子量子比特。5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述分组中的、被相互阻塞的所述量子比特被相互偶极阻塞。6.根据权利要求1至2中任一项所述的方法，其中所述分组中的、被相互阻塞的所述量子比特被相互里德伯阻塞。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述分组中的所有量子比特被相互阻塞。8.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少第一脉冲和第二脉冲的所述持续时间被选择，使得如果所述分组中的所有量子比特以所述量子状态|1>开始，则所述分组中的所有量子比特在所述至少第一激光脉冲和第二激光脉冲中的每个激光脉冲完成时返回到所述量子状态|1>。9.根据权利要求8所述的方法，其中每个脉冲的所述激光频率根据|1>到|r>之间的共振跃迁以失谐Δ被失谐，并且所述脉冲持续时t等于其中Ω是所述激光脉冲的拉比频率。10.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述激光强度、所述激光频率、所述脉冲持续时间和所述激光相位中的一个或多个被选择，以实现所述量子门的期望保真度。11.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述至少第一脉冲和第二脉冲形成脉冲的回文序列。12.根据权利要求1至10任一项所述的方法，其中所述门是受控相位门C
N
‑1Z(θ)，其中θ是条件相位角。13.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中N为2。14.根据权利要求12所述的方法，其中所述量子门是受控相位(CZ(θ))门，并且N＝2。15.根据权利要求14所述的方法，其中所述激光频率、所述脉冲持续时间和所述相位偏移基于所述受控相位门的所述条件相位角θ而被选择。16.根据权利要求15所述的方法，其中所述激光频率根据|1>到|r>之间的共振跃迁以失谐Δ被失谐，并且所述激光强度被选择，使得所述激光脉冲的所述拉比频率为Ω。17.根据权利要求16所述的方法，其中所述激光频率、所述激光强度、所述脉冲持续时间和所述相位偏移被选择，使得所述条件相位角θ＝π。18.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中N为3。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述量子门是具有条件相位角θ的受控
‑
受控相位(C2Z(θ))的门。20.根据权利要求19所述的方法，其中所述至少第一激光脉冲和第二激光脉冲中的每个激光脉冲的所述激光频率、所述脉冲持续时间和所述相位偏移基于所述条件相位角θ而被选择。21.根据权利要求18所述的方法，所述方法包括：施加六个脉冲的序列。22.根据权利要求21所述的方法，其中所述六个脉...
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