Физика квантовой информации - Бауместер Д.
ISBN 5-94057-017-8
Скачать (прямая ссылка):
Ряд на рис.8.16 представляет ансамбль идентичных (элементарных) ЭПР-пар, с помощью которых выполняется очищение. И наоборот, можно выполнять очищение при помощи единственной вспомогательной пары на каждом уровне (см. [381, 387]). В этом смысле, вертикальное направление на диаграмме 8.16 переводится, таким образом, во временную шкалу (число повторных операций). Тогда, именно полное время, необходимое для создания ЭПР-пары между А и В растет полиномиально в (8.54), в то время как число вспомогательных атомов, необходимых при каждом соединении, растет только логарифмическим образом с увеличением N = lllQ. Итоговая схема квантового повторителя показана схематично на рис.8.17. Каждая точка соедине-
Квантовые повторители 359
ния в канале состоит из простого «квантового процессора», который содержит малое число атомов, используемых для выполнения логических операций и выполняет измерения, необходимые для очищения. Некоторые атомы используются для повторного приготовления ЭПР-пар между соседними точками соединений (здесь L = 2), например, при использовании методов, рассмотренных в разд.8.6. Такие повторно приготовленные пары применяются для очищения перепутывания. Затем, методом обмена перепутывания создаются все более удаленные пары. Для очищения таких удаленных пар, необходимо иметь по одному вспомогательному атому на каждом уровне. Поэтому, общее число таких процессоров растет лишь логарифмически с увеличением / [381, 387].
Распределение квантовых корреляции при обмене перепутыванием
Локальпые прюцессоры
Рис.8.17. Схема квантового повторителя. В каждой точке соединения используется небольшой «квантовый процессор» (состоящий всего из нескольких кубитов) для выполнения протокола очищения перепутывания и обмена перепутыванием. Распределение перепутывания высокого качества через составной канал координируется глобальным протоколом, который называется вложенным очищением перепутывания [381].
В противоположность случаю классических вычислений, квантовый повторитель не является локальным усилителем, а включает и контрольные точки, и глобальный (вложенный) протокол очищения. Таким образом, мы только что рассмотрели схему, которая нечувствительна к ошибкам при локальных операциях и измерениях, не выходя из процентного диапазона. Для выяснения деталей, читатель может обратиться к работам [381, 387].
Литература
1. R.P. Feynman, R.B. Leighton, and M. Sands, The Feynman Lectures of Physics, Vol. Ill, Quantum Mechanics, Addison-Wesley, Reading (1965).
2. G.I. Taylor, Proc:. Camb. Phil. Soc. 15, 114 (1909).
3. G. Molienstedt and C. Jonsson, Z. Phys. 155, 472 (1959); A. Tonoinura, J. Endo, T. Matsuda, and T. Kawasaki, Am. J. Phys. 57, 117 (1989).
4. A. Zeilinger, R. Gahler, C.G. Shull, W. Treimer, and W. Mampe, Rev. Mod. Phys. 60, 1067 (1988).
5. O. Carnal and J. Mlynek, Phys. Rev. Lett. 66. 2689 (1991).
6. S.L. Braunstein. A. Mann, and M. Revzen, Phys. Rev. Lett . 68, 3259 (1992).
7. A. Zeilinger, Am. J. Phys. 49, 882 (1981).
8. M.P. Silverman, More than One Mystery: Explorations in Quantum Interference. Springer, Berlin (1995).
9. E. Schrodinger, “Die gegenwartige Situation in der Quantenmechanik”, Natur-wissen.schaften, 23, 807; 823; 844 (1935). English translation, “The Present Sit uation in Quantum Mechanics”, Proc. of the American Philosophical Society, 124, 323 (1980); reprinted in Quantum Theory and Measurement edited by .J.A. Wheeler and W.H. Zurek, Princeton, 152 (1983).
10. M.A. Horne and A. Zeilinger, in: Proceedings of the Symposium Foundations of Modem Physics, P. Lahti, P. Mittelstaedt (Eds.), World Scientific, Singapore 435 (1985); M.A. Horne and A. Zeilinger, in: Microphysical Reality and Quantum Formalism, A. van der Mervve, et al. (Eds.), Kluwer, Dordrecht.. 401 (1988).
11. J.S. Bell, Phys. World 3, 33 (1990).
12. J.F. Clauser, M.A. Horne, A. Shimony, and ll.A. Holt, Phys. Rev. Lett. 23, 880 (1969).
13. D. Greenberger, M.A. Horne, A. Zeilinger, Going beyond Bell's Theorem, in “Bell’s Theorem, Quantum Theory, and Conceptions of the Universe ’, M. Kafatos (Ed.), Kluwer, Dordrecht, 69 (1989).
14. N.D. Mennin, Phys. Today 43, No. 6, 9 (1990): D.M. Greenberger, M.A. Horne, A. Shimony, and A. Zeilinger, Am. J. Phys. 58, 1131 (1990).
15. I). Bohm, Quantum. Theory, Prentice-Hall, Englewood Clift's, 614 (1951).
1.6. P.G. Kwiat, H. Weinfurter, T. Herzog, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 74, 4763 (1995).
17. K.F. Weizsjicker. Z. Phys. 40, 114 (1931).
18. D. Bouwmeester, J-W. Pan, M. Daniell, H. Weinfurter, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 82, 1345 (1999).
19. D. Вruss. A. Ekert, F. Huelga, J.-W. Pan, and A. Zeilinger, Phil. Trans. R. Soc. (London) A 355, 2259 (1997).
20. N. Bohr, “Discussions with Einstein on Kpistemological Problems in Atomic Physics” in Albert Einstein: Philosopher-Scientist, Edited by P.A. Schilpp, The Library of Living Philosophers, Evanston, 200 (1949).
Список сносок 361
21. A. Einstein, В. Podolsky, and N. Rosen, Phys. Rev. 47, 777 (1935).
22. N. Bohr, Phys. Rev. 48, 696 (1935).
