Меньше фотонов – больше запутанности: в МГУ повысили эффективность слияний в фотонных квантовых вычислениях #наука_мгу Ученые физфака МГУ с коллегами разработали теоретическую схему, которая позволяет значительно сократить затраты фотонных ресурсов при создании крупных запутанных квантовых состояний. Такие состояния служат ресурсом для квантовых операций в линейно-оптических системах, одной из перспективных платформ квантовых вычислений. Для их создания применяют операции слияния, которые объединяют два небольших запутанных состояния в одно. Без вспомогательных ресурсов вероятность успеха такой операции не превышает 50%, а существующие способы её повышения требуют сложных вспомогательных запутанных состояний, подготовка которых сама вероятностна и расходует дополнительные фотоны и оптические элементы. Исследователи предложили использовать вместо них одиночные фотоны: в новой схеме четыре вспомогательных фотона подаются в интерферометр вместе с основными кубитами, и вероятность успешного слияния возрастает до 62,5%. Авторы также классифицировали исходы фотодетектирования и показали, что часть результатов, ранее считавшихся неудачными, можно превратить в успешные с помощью процедуры дистилляции. Это позволяет довести вероятность успеха до 75%. При создании 24-кубитного ресурсного состояния для квантовых вычислений на основе слияний метод сокращает необходимое число одиночных фотонов более чем в восемь раз по сравнению с ранее известными схемами. Результаты приближают теоретическую базу фотонных квантовых вычислений к требованиям практической реализации масштабных алгоритмов. Читать нас в MAX