PHOTON QUANTUM PROCESSING AND THE ZENO EFFECT

• Main Authors: JACOBS, BRYAN, C, FRANSON, JAMES, D, PITTMAN, TODD, B
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 20.10.2005
• Edition: 7
• Subjects: BASIC ELECTRIC ELEMENTS; CALCULATING; COMPUTER SYSTEMS BASED ON SPECIFIC COMPUTATIONAL MODELS; COMPUTING; COUNTING; ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; NANOTECHNOLOGY; OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS, OR APPARATUS; OPTICS; PERFORMING OPERATIONS; PHYSICS; SEMICONDUCTOR DEVICES; SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ARTCOLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS; TRANSMISSION; TRANSPORTING

Techniques are provided that use the quantum Zeno effect to implement practical devices that use single photons as the qubits for quantum information processing. In the quantum Zeno effect, a ramdomly-occuring event is suppressed by frequent measurements to determine whether the events has occurred. The same results can be obtained by using atoms or molecules or ions to reach to the occurrence of the event. Techniques include directing one or more input qubits onto a device and applying a quantum Zeno effect in the device. The quantum Zeno effect is applied by consuming one or more photons in the device under conditions in which photons, that would otherwise be output by the device, do not represent a result of a particular quantum information processing operation. Devices implemented using the quantum Zeno effect can operate with a low error rates without the need for high efficiency detectors and large number of ancilla. La présente invention a trait à l'utilisation de l'effet Zénon quantique pour la mise en oeuvre de dispositifs pratiques utilisant des photons uniques comme bits quantiques pour le traitement d'information quantique. Dans l'effet Zénon quantique, un événement se produisant de manière aléatoire est supprimé par des mesures fréquentes en vue de déterminer si les événements se sont produits. Les mêmes résultats peuvent être obtenus par l'utilisation d'atomes ou de molécules ou d'ions pour réagir à la survenance de l'événement. Des techniques comprennent l'orientation d'un ou de plusieurs bits quantiques sur le dispositif et l'application d'un effet Zénon quantique dans le dispositif. L'effet Zénon quantique est appliqué par la consommation d'un ou de plusieurs photons dans le dispositif dans des conditions dans lesquelles les photons, qui autrement seraient émis en sortie par le dispositif, ne représentent pas un résultat d'une opération de traitement d'information quantique particulier. Des dispositifs mis en oeuvre au moyen de l'effet Zénon quantique peuvent fonctionner avec des taux d'erreurs faibles sans nécessiter de détecteurs de haute efficacité et un grand nombre d'accessoires.