論文の概要: Programmable and sequential Gaussian gates in a loop-based single-mode photonic quantum processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2105.02447v2
• Date: Sun, 14 Nov 2021 23:50:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-01 08:08:05.592042
• Title: Programmable and sequential Gaussian gates in a loop-based single-mode photonic quantum processor
• Title（参考訳）: ループ型単一モードフォトニック量子プロセッサにおけるプログラム可能およびシーケンシャルガウスゲート
• Authors: Yutaro Enomoto, Kazuma Yonezu, Yosuke Mitsuhashi, Kan Takase, and Shuntaro Takeda
• Abstract要約: ループ型単一モード多目的フォトニック量子プロセッサについて報告する。 我々のプロセッサはプログラム可能でスケーラブルで、潜在的に普遍的であり、汎用アプリケーションに適している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: A quantum processor to import, process, and export optical quantum states is a common core technology enabling various photonic quantum information processing. However, there has been no photonic processor which is simultaneously universal, scalable, and programmable. Here, we report on an original loop-based single-mode versatile photonic quantum processor which is designed to be universal, scalable, and programmable. Our processor can perform arbitrarily many steps of programmable quantum operations on a given single-mode optical quantum state by time-domain processing in a dynamically controlled loop-based optical circuit. We use this processor to demonstrate programmable single-mode Gaussian gates and multi-step squeezing gates. In addition, we prove that the processor can perform universal quantum operations by injecting appropriate ancillary states and also be straightforwardly extended to a multi-mode processor. These results show that our processor is programmable, scalable, and potentially universal, leading to be suitable for general-purpose applications.
• Abstract（参考訳）: 光量子状態をインポート、処理、エクスポートする量子プロセッサは、様々なフォトニック量子情報処理を可能にする共通のコア技術である。 しかし、同時に普遍的でスケーラブルでプログラム可能なフォトニックプロセッサは存在しない。 本稿では,汎用性,拡張性,プログラマブル性を備えたループ型多機能フォトニック量子プロセッサについて報告する。 このプロセッサは、動的に制御されたループベースの光回路における時間領域処理により、与えられた単一モードの光量子状態上でプログラム可能な量子演算を任意に多くのステップで行うことができる。 このプロセッサを用いて,プログラム可能な単一モードガウスゲートとマルチステップスクイーズゲートを実証する。 さらに,プロセッサが適切なアシラリー状態を注入することで普遍的な量子演算を行うことができ,マルチモードプロセッサに容易に拡張できることを示す。 これらの結果から,我々のプロセッサはプログラム可能で,スケーラブルで,潜在的に普遍的であり,汎用アプリケーションに適していることが示された。

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