We give a consubstantiated and consolidated model for the items classified in the paper and discuss various aspectionalities and attributions of the system as stability analysis, Solutional behaviour, and asymptotic analysis. Concomitant theorems are derived. Physical interpretation is provided according to, agnate, akin to situational significance wherever possible and explanations in abstract philosophical points of view are expatiated, notwithstanding the appalling task of the expatiation at some points. We hope more erudite scholars would fill in the blanks with redoubtable, illustrious, imminent puissance. Character constitution and predicational anteriorities are also specified at various points where it was deemed necessary. In literature Hyper entanglement-assisted Bell-state analysis (S. P. Walborn S. P´adua and C. H. Monken) propose a simple scheme for complete Bell-state measurement of photons using hyper entangled states - entangled in multiple degrees of freedom. In addition to hyper entanglement, this requires only linear optics and single photon detectors, and is realizable with current technology. At the cost of additional classical communication Bell-state measurement can be implemented nonlocally possible application of these results to quantum dense coding and quantum teleportation are also done. Decoherence Bounds on Quantum Computation with Trapped Ions (Richard J. Hughes et al) used simple physical arguments to investigate the capabilities of a quantum computer based on cold trapped ions. From the limitations imposed on such a device by spontaneous decay, laser phase coherence, ion heating and other sources of error, they derive a bound between the number of laser interactions and the number of ions that may be used. The largest number which may be factored using a variety of species of ion is determined. Our concentration is manifold in consideration to the variety of scheme and doxa of multifarious subject matter involved. www.iiste.org/PDFshare/APTA-PAGENO-48160-56324.pdf
We give a consubstantiated and consolidated model for the items classified in the paper and discuss various aspectionalities and attributions of the system as stability analysis, Solutional behaviour, and asymptotic analysis. Concomitant theorems are derived. Physical interpretation is provided according to, agnate, akin to situational significance wherever possible and explanations in abstract philosophical points of view are expatiated, notwithstanding the appalling task of the expatiation at some points. We hope more erudite scholars would fill in the blanks with redoubtable, illustrious, imminent puissance. Character constitution and predicational anteriorities are also specified at various points where it was deemed necessary. In literature Hyper entanglement-assisted Bell-state analysis (S. P. Walborn S. P´adua and C. H. Monken) propose a simple scheme for complete Bell-state measurement of photons using hyper entangled states - entangled in multiple degrees of freedom. In addition to hyper entanglement, this requires only linear optics and single photon detectors, and is realizable with current technology. At the cost of additional classical communication Bell-state measurement can be implemented nonlocally possible application of these results to quantum dense coding and quantum teleportation are also done. Decoherence Bounds on Quantum Computation with Trapped Ions (Richard J. Hughes et al) used simple physical arguments to investigate the capabilities of a quantum computer based on cold trapped ions. From the limitations imposed on such a device by spontaneous decay, laser phase coherence, ion heating and other sources of error, they derive a bound between the number of laser interactions and the number of ions that may be used. The largest number which may be factored using a variety of species of ion is determined. Our concentration is manifold in consideration to the variety of scheme and doxa of multifarious subject matter involved. www.iiste.org/PDFshare/APTA-PAGENO-48160-56324.pdf
В данной статье представлен критический анализ теоретических и экспериментальных основ квантовых вычислений. В ней рассматриваются предположения, лежащие в основе концепции кубитов, и ставятся вопросы о том, демонстрируют ли существующие реализации истинно квантовое поведение или же просто имитируют его посредством классических механизмов управления. В исследовании подчёркивается, что заявленное квантовое преимущество остаётся неподтверждённым экспериментально, что подчёркивает необходимость воспроизводимых данных и прозрачной валидации результатов, прежде чем квантовые вычисления можно будет считать проверенной технологической парадигмой. Keywords: quantum computation, qubit, superposition, decoherence, experimental reproducibility, scientific methodology
Using simple physical arguments we investigate the capabilities of a quantum computer based on cold trapped ions of the type recently proposed by Cirac and Zoller. From the limitations imposed on such a device by decoherence due to spontaneous decay, laser phase coherence times, ion heating and other possible sources of error, we derive bounds on the number of laser interactions and on the number of ions that may be used. As a quantitative measure of the possible performance of these devices, the largest number which may be factored using Shor's quantum factoring algorithm is determined for a variety of species of ion.
Using simple physical arguments we investigate the capabilities of a quantum computer based on cold trapped ions of the type recently proposed by Cirac and Zoller. From the limitations imposed on such a device by decoherence due to spontaneous decay, laser phase coherence times, ion heating and other possible sources of error, we derive bounds on the number of laser interactions and on the number of ions that may be used. As a quantitative measure of the possible performance of these devices, the largest number which may be factored using Shor`s quantum factoring algorithm is determined for a variety of species of ion.
La motivacion de esta tesis es estudiar el entrelazamiento cuantico en general y bajo que circunstancias es maximo en particular. En primer lugar, se analizan desigualdades de Bell desde un punto de vista operacional, se presentan nuevas desigualdades para particulas de dimension mayor que dos y se estudian los estados que las violan maximamente. Dichos estados son del tipo GHZ para las desigualdades que involucran qubits. En el caso de experimentos con qutrits o particulas dimension local mayor, los estados que violan maximamente estas desigualdades son deformaciones de estados GHZ generalizados. Este resultado demuestra que aunque maximo entrelazamiento y la no-localidad son conceptos muy proximos, no son equivalentes. En segundo lugar, se estudia el entrelazamiento multipartito en cadenas de espines. En particular, se usa como figura de merito el hiperdeterminante y los invariantes polinomicos que lo forman, S y T. Estas figuras cuantifican un tipo concreto de entrelazamiento cuatripartito, tal y como se demuestra de un analisis de estados cuanticos bien conocidos como el GHZ o el W. Cuando aplicamos esta figura a una cadena de espines con interaccion tipo Ising, observamos un pico pronunciado cerca de la transicion de fase cuantica. Resultados similares se observan para los modelos de XXZ y de Haldane-Shastry para el caso de los invariantes S y T. Con todo, concluimos que estas figuras de merito son sensibles a las transiciones de fase cuanticas. La segunda parte de la tesis se focaliza en el campo de la computacion cuantica. Dicho campo ha experimentado un crecimiento relevante en los ultimos anos, debido en parte a la mejora tecnologica sobre el control de experimentos cuanticos. Con motivo de este crecimiento, diversas empresas han empezado a desarrollar prototipos de ordenadores cuanticos. Por esta razon, una de las lineas de investigacion en computacion cuantica consiste en proponer metodos para poner a prueba estas maquinas. Uno de los metodos presentados en esta tesis es la simulacion exacta de una cadena de espines con interaccion de tipo XY. Se explicita como debe de ser el circuito cuantico que lleva a cabo dicha simulacion y se propone la simulacion tanto de estados termicos como de la evolucion en el tiempo. Debido a que el modelo XY es resoluble analiticamente, se pueden comparar los resultados obtenidos de la simulacion con el ordenador cuantico con la solucion teorica. Al correr un circuito para cuatro qubits en dos ordenadores de la empresa IBM y uno de la empresa Rigetti computing, obtenemos resultados peores a los esperados. Con ello, concluimos que hay fuentes de error que no se estan teniendo en cuenta en general y que cobran relevancia incluso en circuitos tan pequenos. Ademas de este circuito, proponemos la simulacion de estados altamente entrelazados. La implementacion de estos circuitos constituye un test tan duro como necesario para un ordenador cuantico, debido a que la ventaja de los algoritmos cuanticos radica en la generacion de entrelazamiento. Para finalizar, estudiamos la generacion de entrelazamiento al nivel mas fundamental: la fisica de particulas. Obtenemos que la interaccion de QED viene dictada por el maximo entrelazamiento en aquellos procesos a “tree-level”. Aplicamos la misma filosofia en procesos que involucren corrientes debiles neutras (tambien a “tree-level”) y con ello obtenemos que el angulo de Weinberg debe ser de pi/6 si imponemos que las particulas finales deben estar maximamente entrelazadas, valor muy cercano al experimental.
Obecnie uważa się, że teoria kwantów przewiduje splątanie stanów odległych obiektów, wyrażające się w tym, że wyniki pomiaru na jednym z nich natychmiast wpływają na rozkład statystyczny wyników pomiaru odpowiedniej wielkości na drugim. Kluczowe znaczenie dla uzasadnienia tego poglądu ma twierdzenie Bella. Można przypuszczać, że powodem fiaska dotychczasowych prób podważenia tego wyniku teoretycznego jest brak wystarczająco wnikliwej refleksji nad specyfiką pomiarów kwantowych, których wyniki odtworzyć miałby taki model. Przeszkodą może tu być specyficzne dla interpretacji kopenhaskiej przeświadczenie, że przed pomiarem badany obiekt nie będący w stanie własnym odpowiedniej obserwabli nie ma żadnej z własności odpowiadającej pomiarowi aktualnie. Być może należałoby powrócić do wcześniejszych wyobrażeń opartych na „mikroskopie Heisenberga” i zreinterpretować redukcję stanu jako reorientację wektora stanu. Naturalną strategią poszukiwania modelu klasycznego, który miałby odtworzyć łamiące nierówności Bella korelacje kwantowe, jest próbować złożyć je na karb wspólnej przyczyny. Decydującym założeniem twierdzenia Bella jest jednak warunek będący uszczegółowieniem jednego z warunków występujących w teorii wspólnej przyczyny Reichenbacha. Kluczem do jego podważenia może okazać się odróżnienie od determinizmu „prima facie” determinizmu naukowego, dokonane przez Poppera w kontekście zjawisk deterministycznego chaosu. Zgodnie z tą sugestią, nieodłączny od pomiaru kwantowego proces reorientacji miałby być właśnie procesem chaotycznym. Należałoby jeszcze wykazać, że redukcje stanu w eksperymentach EPR, o których mowa w twierdzeniu Bella, można zreinterpretować jako reorientacje. W pracy przedstawiony został jakościowy argument przemawiający za takim przypuszczeniem.
We propose a simple scheme for complete Bell-state measurement of photons using hyperentangled states---entangled in multiple degrees of freedom. In addition to hyperentanglement, our scheme requires only linear optics and single photon detectors, and is realizable with current technology. At the cost of additional classical communication, our Bell-state measurement can be implemented nonlocally. We discuss the possible application of these results to quantum dense coding and quantum teleportation.