circuiti ottici integrati per l'informazione quantistica
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H H1H2
H = H1 H2
H1 H2
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|0i |1i H
{|0i1 |0i2 , |0i1 |1i2 , |1i1 |0i2 , |1i1 |1i2}
|iH
|i =1X
i,j=0
cij |ii1 |ji2
|i =Xi,j
cij |iji .
|i1 H1|i2 H2
|1i = 1p2
(|01i + |11i)
|1i = 1p2
(|0i + |1i) |1i .
|2i = 1p2
(|00i + |11i)
-
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SA B O
x
y
z
B A
A B
12
|i = 1p2
(|01i |10i),
|0i |1iz +1
1
z
(A)z = +1 |01i
(B)z = 1
|i = 1p2
(|+i |+i),
|+
i= 1p
2(|0
i+ |1
i) |
i= 1p
2(|0
i |1
i)
x x +1 1(A)x = +1
(B)x = 1 x z
[x,z] = i~y
-
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0 1
n 2n
12 |0i |1i
|i = |0i+ |1i ,
||2+||2
= 1 {|0i , |1i}
|i = cos 2
|0i + ei sin 2
|1i ,
0
0
2
=Xi
pi |ii hi| .
-
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= |i h| T r = T r(2) = 1T r = 1 T r(2) < 1
=
||2
||2
.
AB =
0BB@
0 0 0 00 12 12 00 12 12 00 0 0 0
1CCA .
AB =Xi
pi |aiiA hai|A |biiB hbi|B Xi
piAi Bi .
U U = U1 0
U
0 = UU
.
|i =r
1 + z
2|0i + x + iyp
2(1 + z)|1i
n
U(n, ) = ei
2n~.
x
x
-
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_
x
y
z
1
0
n
n n
|i =2n1Xi=0
ci |ii ,
2n1Xi=0
|ci|2
= 1
n = 2 |i
|i = c0 |1i+ c1 |2i + c2 |2i + c3 |3i = c00 |00i + c01 |01i + c10 |10i + c11 |11i .
2n
-
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2n
n
2n2n2 2 4 4
H =1
p2 1 1
1 1 .
{|0i , |1i}{|+i , |i}
H|0i = 1p2
(|0i + |1i) |+i ,
H|1i = 1p2
(|0i |1i) |i .
H2 = I (H) = H H
{|+i , |i} {|0i , |1i} .
Rz() =
1 00 ei
.
-
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|0i ei|1
i |i
z
2
|1i |0i
|1i
|00i =
2664
1000
3775 , |01i =
2664
0100
3775 ,
|10i =
2664
0010
3775 , |11i =
2664
0001
3775 ,
4
4
CNOT =
2664
1 0 0 00 1 0 00 0 0 10 0 1 0
3775 .
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(CNOT)2 = I
CNOT( |0i + |1i) |0i = |00i + |11i ,
|0i |1i
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|i
|i = |Hi + |Vi ,
|Hi |Vi
x2 =
4
|i = |1it1 + ei |1it2 ,
-
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nf nc
max c = arcsinncnf
OUT1
Interactionlength
IN1IN2
OUT2
i
i
i l
16 m 3.5 m
16 m
-
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T0
VA
C1
T1
VB
C0
1/2
1/3
1/3
1/3
1/2
1/2 1/3
1/2 = 0.4 0.6
3/2 = 0.27 0.4
|0iC |0iT |0iC |1iT|1iC |0iT |1iC |1iT
|0iC 98.5%94.3 0.2%
T0 T1
|11iT0T1 ! (|20iT0T1 |02iT0T1)/p
2,
VB C1VB C1 VB C1
T0 T1T0 T1
|20i |02i92%
-
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.
.
.
.
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
00
01
10
11
Input Oupu
t
P
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
00
01
10
11
Outpu
t
P
Input
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
00
01
10
11
Input Oupu
t
P
00
01
10
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
00
01
10
11
Input Oupu
t
P
00
01
10
11
00
01
10
11
11
00
01
10
11
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
00
01
10
11
Input Oupu
t
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
00
01
10
11
Input Oupu
t
P
00
01
10
11
00
01
10
11
HHHA B C
| |
-
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> 1 nm
DL
WP
PBS
IF
PC
SMF
CNOT
INC
OUTC
OUTT
SPCMMMFWP
PBS
INT
PPDC1 PPDC3
PPDC2
WPC
C
|
|
|
|
|
|
|
||
||
|
|
|
|
|
= 806nm
-
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TH = 0 TV =23
TH =13 TV = 1
|0iC = |ViC |1iC = |HiC |0iT = |AiT |1iT = |DiT |Ai = 1p2(|Hi+ |Vi)|Di = 1p
2(|Hi |Vi)
. . .
1
0.75
0.5
0.25
0
1
0.75
0.5
0.25
OutputOutput
Input
Input
+
+
+
+0
1
100
+1
+1
+0
+0
1
0.75
0.5
0.25
0
0
0.25
0.5
|11
|11
|10
|10
|01
|01
|00
|11|10
|01|00
|00
|11|10
|01|00
|+iC |0iT+
|0iC |0iT |0iC |1iT|1iC |0iT |1iC |1iT94.0 0.4%
|iC |0iT , |iC |1iT|i = 1p
2(|0i |1i)
-
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|i = 1p2
(|0iC |0iT|1iC |1iT |i = 1p2(|0iC |1iT|1iC |0iT91.2 0.5%
87.7 0.7%
-
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