論文の概要: Dynamical learning of a photonics quantum-state engineering process
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2201.05635v1
- Date: Fri, 14 Jan 2022 19:24:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-01 04:22:35.242816
- Title: Dynamical learning of a photonics quantum-state engineering process
- Title（参考訳）: フォトニクス量子状態工学プロセスの動的学習
- Authors: Alessia Suprano, Danilo Zia, Emanuele Polino, Taira Giordani, Luca
Innocenti, Alessandro Ferraro, Mauro Paternostro, Nicol\`o Spagnolo and Fabio
Sciarrino
- Abstract要約: 実験的な高次元量子状態の工学は、いくつかの量子情報プロトコルにとって重要な課題である。
我々は、フォトニック軌道Angular Momentum(OAM)ステートを設計するための自動適応最適化プロトコルを実装した。
このアプローチは、量子情報プロトコルや技術のためのノイズの多い実験タスクを自動最適化するための強力なツールである。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 48.7576911714538
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Experimentally engineering high-dimensional quantum states is a crucial task
for several quantum information protocols. However, a high degree of precision
in the characterization of experimental noisy apparatus is required to apply
existing quantum state engineering protocols. This is often lacking in
practical scenarios, affecting the quality of the engineered states. Here, we
implement experimentally an automated adaptive optimization protocol to
engineer photonic Orbital Angular Momentum (OAM) states. The protocol, given a
target output state, performs an online estimation of the quality of the
currently produced states, relying on output measurement statistics, and
determines how to tune the experimental parameters to optimize the state
generation. To achieve this, the algorithm needs not be imbued with a
description of the generation apparatus itself. Rather, it operates in a fully
black-box scenario, making the scheme applicable in a wide variety of
circumstances. The handles controlled by the algorithm are the rotation angles
of a series of waveplates and can be used to probabilistically generate
arbitrary four-dimensional OAM states. We showcase our scheme on different
target states both in classical and quantum regimes, and prove its robustness
to external perturbations on the control parameters. This approach represents a
powerful tool for automated optimizations of noisy experimental tasks for
quantum information protocols and technologies.
- Abstract（参考訳）: 高次元量子状態の実験工学は、いくつかの量子情報プロトコルにとって重要な課題である。
しかし、既存の量子状態工学プロトコルを適用するためには、実験ノイズ装置の特性評価において高い精度が必要である。
これはしばしば実践的なシナリオに欠け、エンジニアリングされた状態の品質に影響を与えます。
ここでは、フォトニック軌道角運動(OAM)状態を設計するための自動適応最適化プロトコルを実験的に実装する。
対象の出力状態が与えられたプロトコルは、出力測定統計に基づいて、現在生成された状態の品質をオンラインに推定し、実験パラメータをチューニングして状態生成を最適化する方法を決定する。
これを実現するためには、生成装置自体の記述をアルゴリズムに埋め込む必要がなくなる。
むしろ、完全にブラックボックスのシナリオで動作し、このスキームは様々な状況で適用できる。
アルゴリズムによって制御されるハンドルは一連のウェーブプレートの回転角であり、任意の4次元OAM状態を生成するために確率的に使用できる。
我々は, 古典的および量子的に, 異なる対象状態に関するスキームを提示し, 制御パラメータの外部摂動に対するロバスト性を証明する。
このアプローチは、量子情報プロトコルや技術のためのノイズの多い実験タスクの自動最適化のための強力なツールである。
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