Instradamento dello stato quantistico e trasferimento perfetto dello stato su grafi segnati in presenza di rumore ambientale

Abstract degli autori

Instradare informazione quantistica ignota attraverso reti di comunicazione distribuite richiede meccanismi autonomi, privi di misurazione, per prevenire il collasso della funzione d’onda. Le passeggiate quantistiche di Szegedy offrono un meccanismo per il trasporto spaziale degli stati. Le passeggiate convenzionali su grafi non pesati presentano forte retrodiffusione, dispersione spaziale e diafonia tra canali. In questo articolo presentiamo un’architettura deterministica di instradamento quantistico topologico basata su passeggiate quantistiche di Szegedy con moneta su grafi segnati con archi duplicati. Considerando i segni degli archi come sfasamenti localizzati all’interno di una riflessione bilanciata della moneta, imponiamo una condizione esatta di retrodiffusione nulla attraverso i nodi di instradamento. Dimostriamo il trasferimento perfetto dello stato (PST) deterministico, con fedeltà unitaria e tempi esatti di arrivo, in archetipi fondamentali, tra cui l’interruttore a manubrio segnato $D_{2m,0,2n}$ e gli alberi binari incollati scalabili. Analizziamo inoltre le prestazioni dell’instradamento in presenza di realistici canali di rumore di smorzamento dell’ampiezza e della fase per sistemi aperti.