Multi-Step Multi-Input One-Way Quantum Information Processing with Spatial and Temporal Modes of Light

در این پایان نامه، نویسنده برای اولین بار یک روش پیاده سازی برای عملیات دلخواه گاوسی با استفاده از حالت های خوشه حالت زمانی توسعه می دهد. نویسنده همچنین سه آزمایش شامل محاسبات کوانتومی یک طرفه متغیر پیوسته ارائه می‌کند که ماهیت غیر کلاسیک آنها با مشاهده درهم‌تنیدگی در خروجی‌ها نشان داده می‌شود. ساختار پایه تجربی محاسبات کوانتومی یک طرفه در حالت ورودی دو حالته توسط گیت Z کنترل‌شده و آزمایش‌های گیت غیرمحلی بهینه نشان داده شده است. علاوه بر این، نویسنده ثابت می‌کند که این عملیات را می‌توان با آزمایش دروازه درهم‌تنیدگی قابل تنظیم با افزایش کنترل کرد.

In this thesis, the author develops for the first time an implementation methodology for arbitrary Gaussian operations using temporal-mode cluster states. The author also presents three experiments involving continuous-variable one-way quantum computations, where their non-classical nature is shown by observing entanglement at the outputs. The experimental basic structure of one-way quantum computation over two-mode input state is demonstrated by the controlled-Z gate and the optimum nonlocal gate experiments. Furthermore, the author proves that the operation can be controlled by the gain-tunable entangling gate experiment.