論文の概要: Quantum Slide and NAND Tree on a Photonic Chip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2001.08755v2
• Date: Wed, 29 Jan 2020 20:24:40 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-06-06 04:48:07.719739
• Title: Quantum Slide and NAND Tree on a Photonic Chip
• Title（参考訳）: フォトニックチップ上の量子スライドとNANDツリー
• Authors: Yao Wang, Zi-Wei Cui, Yong-Heng Lu, Xiao-Ming Zhang, Jun Gao, Yi-Jun Chang, Man-Hong Yung, Xian-Min Jin
• Abstract要約: 2008年、ナンドツリー問題の解法は量子ウォークによって解くことができることが提案されている。 量子スライド(quantum slide)と呼ばれる構造を含む別の解を提案する。 このようにして、光学計算は単一光子の代わりに通常のレーザー光で実現できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 12.88524924270996
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In the age of post-Moore era, the next-generation computing model would be a hybrid architecture consisting of different physical components such as photonic chips. In 2008, it has been proposed that the solving of NAND-tree problem can be sped up by quantum walk. Such scheme is groundbreaking due to the universality of NAND gate. However, experimental demonstration has never been achieved so far, mostly due to the challenge in preparing the propagating initial state. Here we propose an alternative solution by including a structure called "quantum slide", where a propagating Gaussian wave-packet can be generated deterministically along a properly-engineered chain. In this way, the optical computation can be achieved with ordinary laser light instead of single photon, and the output can be obtained by single-shot measurements instead of repeated quantum measurements. In our experimental demonstration, the optical NAND-tree is capable of solving computational problems with a total of four input bits, based on the femtosecond laser 3D direct-writing technique on a photonic chip. These results remove one main roadblock to photonic NAND-tree computation, and the construction of quantum slide may find other interesting applications in quantum information and quantum optics.
• Abstract（参考訳）: ポストムーア時代には、次世代コンピューティングモデルはフォトニックチップのような異なる物理コンポーネントからなるハイブリッドアーキテクチャであった。 2008年、nand-tree問題の解法が量子ウォークによって加速できることが提案されている。 この計画はNANDゲートの普遍性のために画期的である。 しかし、実験的な実証は、主に伝播する初期状態の準備が難しいため、これまで達成されなかった。 本稿では、ガウス波束を適切に設計された鎖に沿って決定的に生成する「量子スライド」という構造を含む方法を提案する。 このようにして、光学計算は単一光子の代わりに通常のレーザー光で行うことができ、出力は繰り返し量子測定ではなく単発計測によって得ることができる。 実験実験では,光チップ上でのフェムト秒レーザー3D直接書き込み技術に基づいて,合計4ビットの入力ビットで計算問題を解くことができる。 これらの結果は、フォトニック NAND-tree 計算への主要な障害を取り除き、量子スライドの構築は、量子情報や量子光学における別の興味深い応用を見出すことができる。

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