Quantum computers: physical realization
Optical Photon Quantum Computer
Beam Splitter 𝜃 = 45 Inverse Reflect R Transmit 1 – R
c0|01> + c1|10> Dual-rail Representation Photon อยู่บน rail หนึ่งหรือสอง แทน 0/1 c0|01> + c1|10> 0 ไม่มี photon ใน rail นั้น 1 มี photon ใน rail นั้น บิตแรกใน ket จะเป็น rail ใดก็ แล้วแต่ผู้ออกแบบ เช่น ในวงจรดิจิตัล บางคนใช้ 0/1 แทน Low/High บางคนใช้ 1/0 แทน Low/High
วัสดุที่ R (reflection) แปรตาม I (intensity) Kerr ใจความหลักๆ คือ ถ้ามี photon 2 ตัววิ่งผ่าน Kerr จะเกิด phase shift วัสดุที่ R (reflection) แปรตาม I (intensity)
Kerr Media + Beam Splitter = Controlled-NOT gate Dual rail representation มี rail 4 เส้น ใส่ Kerr เข้าไปที่ rail คู่กลาง |0> |1> 1 0 0 1 Kerr 01 1 0 Kerr จะทำงานเมื่อ qubit ทั้งสองเป็น |1> Kerr จะสร้าง extra phase shift เมื่อมี photon 2 ตัววิ่งผ่าน (photon ตัวเดียวไม่เกิด phase shift)
(ใช้ dual-rail representation) Controlled-not gate แยกตัวประกอบได้ดังนี้ จงวาดวงจร controlled-not gate โดยใช้ beam splitter, phase shifter, และ kerr (ใช้ dual-rail representation)
The Quantum Optical Fredkin Gate