研究目的
为基于偏振态量子比特实现量子比特串比较器（QBSC）提供光学装置，利用非线性克尔效应，从而在量子算法中实现条件语句。
研究成果
该光学装置成功利用克尔非线性实现了量子条件分支电路（QBSC），从而支持带条件语句的量子算法。然而，实际应用受限于高非线性材料的需求及可扩展性所需的指数级功率要求，目前仅适用于小规模场景。
研究不足
该实现需要高克尔非线性，而普通光纤中的克尔非线性较弱；虽然有人提出通过电磁感应透明效应实现巨大克尔非线性，但可能具有挑战性。所需的光功率（|α|^2）随量子比特数量呈指数增长，从而限制了其可扩展性，仅适用于少量量子比特。CNOT门的实现是概率性的，且单门成功率较低（1/4），降低了整体效率。
1：实验设计与方法选择：
该设计基于利用克尔效应的量子非破坏性（QND）测量，其中相干态由于与单光子在具有交叉克尔非线性的介质中共传播而获得相位偏移。实验装置包括偏振分束器（PBS）、分束器（BS）、偏振旋转器和单光子探测器。
2：样本选择与数据来源：
系统使用基于偏振的量子比特（水平和垂直分量）和相干态作为探针。未提及具体样本或数据集；这是一个理论光学装置。
3：实验设备与材料清单：
偏振分束器（PBS）、分束器（BS）、偏振旋转器（例如R(π/2)、R(π/4)）、单光子探测器（D1、D2、D3、D4）、单光子和相干态光源，以及具有克尔非线性的介质（例如光纤或通过电磁诱导透明实现巨大克尔非线性的材料）。
4：2)、R(π/4)）、单光子探测器（DDDD4）、单光子和相干态光源，以及具有克尔非线性的介质（例如光纤或通过电磁诱导透明实现巨大克尔非线性的材料）。 实验步骤与操作流程：
4. 实验步骤与操作流程：单光子和相干态被输入光学电路。PBS分离水平和垂直偏振分量。垂直分量通过克尔非线性作用与相干态相互作用，产生相位偏移。相干态在分束器上干涉，输出通过带有偏振旋转器、PBS和探测器的偏振仪装置测量，以确定斯托克斯参数S2。
5：数据分析方法：
计算S2的均值和方差以比较二进制字。误差率通过不同Δθ值下S2的Skellam分布之间的Bhattacharyya距离进行分析。
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Polarizing Beam Splitter
PBS
Splits light based on polarization, transmitting horizontal and reflecting vertical components.
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Beam Splitter
BS
Splits a light beam into two parts, used for interference in the setup.
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Polarization Rotator
R(π/2), R(π/4)
Rotates the polarization of light by specified angles (e.g., π/2 or π/4 radians).
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Single-Photon Detector
D1, D2, D3, D4
Detects single photons, used for measuring output states and implementing gates.
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