（延迟选择）量子擦除器的等效量子电路是什么？

量子计算机能够有效地模拟任何其他量子系统。因此，必须有某种等效的（可能是模拟的）量子橡皮擦设置。我希望看到这样的等效电路，称为量子电路，理想情况下是延迟选择量子橡皮擦的变体。

量子擦除器的一个（量子）实验实现是：创建一个双狭缝干涉实验，在该实验中，您可以使用自发的参数降频转换，通过将每个狭缝前面的光子“加倍”来获得双向信息（其物理性质并不重要）就我的观点而言，关键是我们有一个新的光子，我们可以测量该光子以获得哪个方向的信息。除非我们建立量子擦除器，否则干涉图案自然会消失：如果携带“去向”信息的两个“加倍”光子通过50-50分束器以无法再测量“去向”信息的方式叠加，干扰模式再次出现。奇怪的是

我似乎无法在简单的量子比特门中找到令人信服的等效模式和干涉图。但是我也想在量子计算机上进行这种思想（最好是真实的）实验。为此，我需要在量子计算机上运行什么程序（量子电路）？

algorithm quantum-gate circuit-construction

— 金字塔
source

我将尝试翻译Kim 等。等 从光学描述到量子信息描述的实验。您可以在链接的维基百科文章中找到以下实验性设置：

我们将蓝色路径与关联，将红色路径与关联。双缝可以用哈达玛门来描述。BBO对应于CNOT门。BBO之后的状态为。根据检测器的位置，存在一个相位，它对应于相位门。最终，将光束叠加在对应于另一个Hadamard门，并且可以看到的测量投影到。完整的电路如下所示： $|0\rangle$ $|1\rangle$ $\frac{1}{\sqrt{2}}(|00\rangle + |11\rangle)$ $\varphi$ $x$ $D_0$ $R_\varphi=\operatorname{diag}(1,e^{i\varphi})$ $D_0$ $D_0$ $|0\rangle$

测量前的状态为：让我们看一下测量（）。如果我们测量在Z-基础（第二和），用于在点击概率是（后测量状态是）。这与阶段无关：这里没有干扰。对于x基（和

\frac{1}{2} (| 00 ⟩ + | 10 ⟩ + e^{i φ} | 01 ⟩ - e^{i φ} | 11 ⟩) = \frac{1}{2} (((1 + e^{i φ}) | 0 ⟩ + (1 - e^{i φ}) | 1 ⟩) | + ⟩ + ((1 - e^{i φ}) | 0 ⟩ + (1 + e^{i φ}) | 1 ⟩) | - ⟩)

$\frac{1}{2}(|00\rangle+|10\rangle + e^{i\varphi}|01\rangle - e^{i\varphi}|11\rangle)=\frac{1}{2}(((1+e^{i\varphi})|0\rangle+(1-e^{i\varphi})|1\rangle)|+\rangle + ((1-e^{i\varphi})|0\rangle +(1+e^{i\varphi})|1\rangle)|-\rangle)$

D_{0}

$D_0$

| 0 ⟩ ⟨ 0 |

$|0\rangle\langle 0|$

D_{3}

$D_3$

D_{4}

$D_4$

D_{0}

$D_0$

\frac{1}{2}

$\frac{1}{2}$

| \pm ⟩

$|\pm\rangle$

D_{1}

$D_1$

D_{2}

$D_2$

D_{0}

$D_0$

\frac{1}{2} (1 \mp \cos φ)

$\frac{1}{2}(1\mp \cos \varphi)$

— 斯特恩
source

太棒了，谢谢你！不用担心电路；描述非常清楚，可以很容易地在其后绘制电路。

— 金字塔

即便如此^，我认为具有电路将是一个很好的补充.. :-)

— 基罗

@Kiro：我同意并将图表包含在答案中。

— M. Stern，