論文の概要: Universal classical optical computing inspired by quantum information process

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.10621v1
• Date: Tue, 22 Feb 2022 02:13:59 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-24 06:08:15.378863
• Title: Universal classical optical computing inspired by quantum information process
• Title（参考訳）: 量子情報プロセスにインスパイアされた古典光学計算
• Authors: Yifan Sun, Qian Li, Ling-Jun Kong, Jiangwei Shang and Xiangdong Zhang
• Abstract要約: 古典光学系は普遍量子コンピューティングの類似と見なすことができる。 信頼性と低消費電力計算のための光学系の可能性を考えると,我々は高度な情報処理への新たな道を開くことができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.207156024964916
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum computing has attracted much attention in recent decades, since it is believed to solve certain problems substantially faster than traditional computing methods. Theoretically, such an advance can be obtained by networks of the quantum operators in universal gate sets, one famous example of which is formed by CNOT gate and single qubit gates. However, realizing a device that performs practical quantum computing is tricky. This is because it requires a scalable qubit system with long coherence time and good controls, which is harsh for most current platforms. Here, we demonstrate that the information process based on a relatively stable system -- classical optical system, can be considered as an analogy of universal quantum computing. By encoding the information via the polarization state of classical beams, the optical computing elements that corresponds to the universal gate set are presented and their combination for a general information process are theoretically illustrated. Taking the analogy of two-qubit processor as an example, we experimentally verify that our proposal works well. Considering the potential of optical system for reliable and low-energy-consuming computation, our results open a new way towards advanced information processing with high quality and efficiency.
• Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは、従来の計算方法よりもかなり早く特定の問題を解決すると考えられているため、近年多くの注目を集めている。 理論的には、そのような進歩は普遍ゲート集合の量子作用素のネットワークによって得ることができ、その一例がCNOTゲートと単一キュービットゲートである。 しかし、実用的な量子コンピューティングを行うデバイスを実現するのは難しい。 これは、長いコヒーレンス時間と優れたコントロールを備えたスケーラブルなキュービットシステムを必要とするためである。 ここでは,古典光学系である比較的安定なシステムに基づく情報処理が,普遍量子コンピューティングのアナロジーとして考えられることを実証する。 古典ビームの偏光状態を介して情報を符号化することにより、ユニバーサルゲート集合に対応する光学演算素子を提示し、それらの組み合わせを一般情報処理として理論的に示す。 2ビットプロセッサを例に挙げて,提案手法が有効であることを実験的に検証した。 信頼性・低エネルギー計算のための光学システムの可能性を考慮し,高品質・高効率な情報処理への新たな道を開く。

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