時間領域で多重化された超大規模連続変数クラスター状態

量子コンピューターは、特定のタスクを超高速処理できると期待されている。実験的訴求力のある測定ベースの量子計算には、クラスター状態と呼ばれるもつれたリソースが必要であり、長い計算には大規模なクラスター状態が必要となる。これまで、最も大きなクラスター状態は8つの光子キュービットか光モードで構成されており、あらゆる種類の中で最大の多体もつれ状態には14の捕捉イオンが用いられていた。こうした実装には、空間的に分離した量子的実体が必要であり、一般的に各実験装置は一度しか使用されない。今回我々は、時間領域で光モードを多重化することによって、こうした固有の非効率性を回避した。我々は、10,000以上のもつれモードからなる連続変数クラスター状態を決定論的に生成し、十分評価している。これは、これまでに生成されたもつれ状態より3桁大きい過去最大のものである。このもつれモードは、2本のビームにおける個々にアドレス可能な光波束である。さらに、量子テレポーテーションを逐次的に適用する、このクラスター状態を利用した高効率測定ベース量子計算方式を、我々は提示している。