論文の概要: Optimized architectures for universal quantum state transformations using photonic path and polarization

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.02703v1
• Date: Tue, 6 Dec 2022 01:51:33 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 16:26:45.586931
• Title: Optimized architectures for universal quantum state transformations using photonic path and polarization
• Title（参考訳）: フォトニックパスと偏光を用いた普遍量子状態変換のための最適化アーキテクチャ
• Authors: Dong-Xu Chen, Junliang Jia, Pei Zhang and Chui-Ping Yang
• Abstract要約: 任意のユニタリ変換を効果的に実現するために,2つの最適化アーキテクチャを提案する。 第1のアーキテクチャでは、必要な干渉計の数は、以前の作業に比べて半減する。 我々の研究は、高次元変換の光学的実装を促進し、高次元量子計算と量子通信に潜在的に応用できる可能性がある。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.7748842372731972
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: An arbitrary lossless transformation in high-dimensional quantum space can be decomposed into elementary operations which are easy to implement, and an effective decomposition algorithm is important for constructing high-dimensional systems. Here, we present two optimized architectures to effectively realize an arbitrary unitary transformation by using the photonic path and polarization based on the existing decomposition algorithm. In the first architecture, the number of required interferometers is reduced by half compared with previous works. In the second architecture, by using the high-dimensional X gate, all the elementary operations are transferred to the operations which act locally on the photonic polarization in the same path. Such an architecture could be of significance in polarization-based applications. Both architectures maintain the symmetric layout. Our work facilitates the optical implementation of high-dimensional transformations and could have potential applications in high-dimensional quantum computation and quantum communication.
• Abstract（参考訳）: 高次元量子空間における任意のロスレス変換は実装が容易な基本演算に分解することができ、高次元システムを構築する上で有効な分解アルゴリズムが重要である。 本稿では,既存の分解アルゴリズムに基づくフォトニックパスと偏光を用いた任意のユニタリ変換を効果的に実現するための2つの最適化アーキテクチャを提案する。 最初のアーキテクチャでは、必要な干渉計の数は以前の作品と比べて半分に減らされている。 第2のアーキテクチャでは、高次元のxゲートを用いて、全ての基本操作は、同じ経路でフォトニック偏光に局所的に作用する演算に移される。 このようなアーキテクチャは、偏光ベースのアプリケーションでは重要かもしれない。 どちらのアーキテクチャも対称レイアウトを維持している。 本研究は,高次元変換の光学的実装を促進するとともに,高次元量子計算や量子通信にも応用できる可能性がある。

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