Е. В. МЕЛЬНИЧЕНКО, Э. А. МАНЫКИН
Московский инженерно физический институт (государственный университет)
ОПТИЧЕСКИЕ ВЕНТИЛИ
ДЛЯ КВАНТОВЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ
Реализация логических элементов на основе технологии обработки оптической информации (ТОН) с помощью эффектов типа фотонного эха. Предлагается алгоритм оптических квантовых вычислений с помощью одночастичных измерений.
Технология оптических вычислений позволяет выполнять оптическую обработку информации с помощью эффекта фотонного эха [1]. Для квантовых вычислений предлагается использовать векторно - матричный умножитель с пиксельной структурой [2]. Каждый пиксель содержит один кубит, который представляет собой ион редкоземельного элемента.
Логические вентили реализуются за счёт диполь-дипольного взаимодействия соседних псевдоспинов - аналогов реального спина для двухуровневой системы с оптическим переходом. В основном состоянии псевдоспины направлены параллельно друг другу, и диполь-дипольное взаимодействие отсутствует. Для того, чтобы создать логический элемент из кубитов, необходимо подать на выбранные соседние кубиты π/2 импульсы, и тем самым привести их во взаимодействие.
Рассматриваемая модель квантовых вычислений [2,3], использует для вычислений особую форму запутанных (entangled) состояний, называемую кластерными состояниями (cluster state). В нашей оптической схеме унитарные преобразования над кубитами производятся с помощью π/2 и π импульсов. Результат вычислений считывается некогерентным лазерным импульсом, разрушающим остаточное перепутывание.
Список литературы
1. Мельниченко Е. В., Маныкин вычисления на основе технологии нелинейной оптики // Науч. сессия МИФИ-2004: Сб. науч. тр.: В 16 т. М.: МИФИ, 2004. Т.4. С.236-237.
2. Raussendorf R., Briegel H. J. A one-way quantum computer // Physical Review Letters. 2001. V.86. N22. P.5188-5191.
3. Briegel H. J., Raussendorf R. Persistent Entaglement in arrays of interacting particles // Physical Review Letters. 2001. V.86. N5. P.910-913.
