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量子ゲートテレポーテーションは、まずゲートをエンタングルメント状態に適用し、次にターゲット量子ビットをそのエンタングルメント状態を通して テレポートすることによって、ターゲット量子ビットにゲートを適用する量子回路構成である。 [1] [2]
ゲートの物理的な適用をターゲット量子ビットから分離することは、ゲートをターゲット量子ビットに直接適用すると、目的の操作を適用するよりもターゲット量子ビットが破壊される可能性が高い場合に役立ちます。たとえば、KLM プロトコルを使用して、光子量子コンピューターに制御 NOT ゲートを実装できますが、このプロセスではターゲット量子ビットを破壊するエラーが発生しやすくなります。ゲート テレポーテーションを使用すると、CNOT 操作を、破壊された場合でも簡単に再作成できる状態に適用できるため、残りの計算を危険にさらすことなく、KLM CNOT を長時間実行される量子計算で使用できます。さらに、ゲート テレポーテーションは、イースティン-ニル定理の制限を克服するために使用できる手法であるマジック ステート蒸留の重要なコンポーネントです。 [3]
量子ゲートテレポーテーションは、線形光学量子コンピュータ、 [4]、 超伝導量子コンピュータ、 [5] 、トラップイオン量子コンピュータなど、さまざまなタイプの量子コンピュータで実証されています 。 [6]
参考文献
- ^ Jozsa, Richard (2005). 「測定ベースの量子計算入門」. arXiv : quant-ph/0508124 . Bibcode :2005quant.ph..8124J.
{{cite journal}}:ジャーナルを引用するには|journal=(ヘルプ)が必要です - ^ コリン・P・ウィリアムズ (2010)。量子コンピューティングの探究。シュプリンガー。pp. 633–641。ISBN 978-1-4471-6801-0。
- ^ Gottesman, Daniel; Chuang, Isaac L. (1999). 「量子テレポーテーションは普遍的な計算プリミティブである」. Nature . 402 (6760): 390–393. arXiv : quant-ph/9908010 . Bibcode :1999Natur.402..390G. doi :10.1038/46503. S2CID 4411647.
- ^ Chou, KS; Blumoff, JZ; Wang, CS; Reinhold, PC; Axline, CJ; Gao, YY; Frunzio, L.; Devoret, MH; Jiang, Liang; Schoelkopf, RJ (2010). 「テレポーテーションに基づく光量子2量子ビットエンタングルゲートの実現」. PNAS . 107 (49): 20869–20874. arXiv : 1011.0772 . Bibcode :2010PNAS..10720869G. doi : 10.1073/pnas.1005720107 . PMC 3000260. PMID 21098305 .
- ^ Gao, Wei-Bo; Poulin, David (2018). 「2つの論理量子ビット間の量子ゲートの決定論的テレポーテーション」。Nature . 561 ( 7723): 368–373. arXiv : 1801.05283 . Bibcode :2018Natur.561..368C. doi :10.1038/s41586-018-0470-y. PMID 30185908. S2CID 3820071.
- ^ Wan, Yong; Kienzler, Daniel; Erickson, Stephen D.; Mayer, Karl H.; Tan, Ting Rei; Wu, Jenny J.; Vasconcelos, Hilma M.; Glancy, Scott; Knill, Emanuel; Wineland, David J.; Wilson, Andrew C.; Leibfried, Dietrich (2019). 「トラップイオンプロセッサにおける分離された量子ビット間の量子ゲートテレポーテーション」. Science . 364 (6443): 875–878. arXiv : 1902.02891 . Bibcode :2019Sci...364..875W. doi :10.1126/science.aaw9415. PMID 31147517. S2CID 119088844.