論文の概要: Minimum optical depth multi-port interferometers for approximating any unitary transformation and any pure state

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2002.01371v4
• Date: Tue, 10 May 2022 19:20:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2023-06-04 18:45:39.958899
• Title: Minimum optical depth multi-port interferometers for approximating any unitary transformation and any pure state
• Title（参考訳）: 単一変換と純状態の近似のための最小光深度マルチポート干渉計
• Authors: Luciano Pereira, Alejandro Rojas, Gustavo Ca\~nas, Gustavo Lima, Aldo Delgado, and Ad\'an Cabello
• Abstract要約: 任意の次元の純粋な状態は、任意の次元の$d$で、マルチポート干渉計を用いて不忠実な$le 10-15$で作成できることが示される。 The schemes in [Phys. Rev. Lett. textbf73, 58 (1994) and Optica text3, 1460, 1460, but a infidelity in order of 10-7$ for block-diagonal unitary transformations。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 52.77024349608834
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Reconfigurable devices capable to implement any unitary operation with a given fidelity are crucial for photonic universal quantum computation, optical neural networks, and boson sampling. Here, we address the problems of approximating with a given infidelity any unitary operation and any pure state using multi-port interferometers, which are of current interest due to the recent availability of multi-core fiber integrated multi-port interferometers. We show that any pure state, in any dimension $d$, can be prepared with infidelity $\le 10^{-15}$ with $3$~layers of $d$-dimensional Fourier transforms and $3$~layers of configurable phase shifters. In contrast, the schemes in [Phys. Rev. Lett. \textbf{73}, 58 (1994) and Optica \textbf{3}, 1460 (2016)], require optical depth $2(d-1)$. We also present numerical evidence that $d+1$~layers of $d$-dimensional Fourier transforms and $d+2$~layers of configurable phase shifters can produce any unitary with infidelity $\le 10^{-14}$, while the scheme in [Phys. Rev. Lett. \textbf{124}, 010501 (2020)] only achieves an infidelity in the order of $10^{-7}$ for block-diagonal unitary transformations
• Abstract（参考訳）: 任意のユニタリ演算を所定の忠実度で実装できる再構成可能なデバイスは、フォトニック普遍量子計算、光学ニューラルネットワーク、ボソンサンプリングに不可欠である。 本稿では,近年のマルチコアファイバ集積型マルチポート干渉計の普及により注目されているマルチポート干渉計を用いて,任意の単元演算と純状態の近似問題に対処する。 任意の次元において、任意の純状態が、不忠実$\le 10^{-15}$で、$d$次元フーリエ変換の3ドル~層と、構成可能な位相シフト器の3ドル~層で作成可能であることを示す。 対照的に、[Phys]のスキームは、 Rev. Lett. \textbf{73}, 58 (1994) および optica \textbf{3}, 1460 (2016)] は光学的深さ 2(d-1)$ を必要とする。 また、$d+1$~~ 次元フーリエ変換の層と$d+2$~ 位相シフターの層は、$\le 10^{-14}$ を持つ任意のユニタリを生成することができるという数値的証拠も提示する。 Rev. Lett. \textbf{124}, 010501 (2020)] はブロック対角ユニタリ変換に対して 10^{-7}$ の順序の不忠実性しか達成しない

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