論文の概要: Quantum Computation via Multiport Quantum Fourier Optical Processors
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2303.03877v1
- Date: Tue, 7 Mar 2023 13:23:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-08 15:22:21.452096
- Title: Quantum Computation via Multiport Quantum Fourier Optical Processors
- Title（参考訳）: マルチポート量子フーリエ光プロセッサによる量子計算
- Authors: Mohammad Rezai and Jawad A. Salehi
- Abstract要約: 単一の光子のイメージは、量子情報処理に利用できる膨大な情報容量を持つ。
本稿では、量子フーリエ光学を用いて、光学量子計算における重要な量子論理ゲートを実装する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.992810060555813
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: The light's image is the primary source of information carrier in nature.
Indeed, a single photon's image possesses a vast information capacity that can
be harnessed for quantum information processing. Our scheme for implementing
quantum information processing via universal multiport processors employs a
class of quantum Fourier optical systems composed of spatial phase modulators
and 4f-processors with phase-only pupils having a characteristic periodicity
that reduces the number of optical resources quadratically as compared to other
conventional path encoding techniques. In particular, this paper employs
quantum Fourier optics to implement some key quantum logical gates that can be
instrumental in optical quantum computations. For instance, we demonstrate the
principle by implementing the single-qubit Hadamard and the two-qubit
controlled-NOT gates via simulation and optimization techniques. Due to various
advantages of the proposed scheme, including the large information capacity of
the photon wavefront, a quadratically reduced number of optical resources
compared with other conventional path encoding techniques, and dynamic
programmability, the proposed scheme has the potential to be an essential
contribution to linear optical quantum computing and optical quantum signal
processing.
- Abstract（参考訳）: 光のイメージは自然界における情報キャリアの主要な情報源である。
実際、単一の光子のイメージは膨大な情報容量を持ち、量子情報処理に利用することができる。
本手法では,空間位相変調器と4fプロセッサから構成される量子フーリエ光学系を用いて,周期性に特徴がある位相のみの瞳孔を用いて,従来の経路符号化法と比較して2次的に光学資源の数を減らした。
特に,光量子計算において重要な量子論理ゲートを実装するために,量子フーリエ光学を用いる。
例えば、シミュレーションと最適化技術により、シングルキュービット・アダマールと2キュービット制御なしゲートを実装することにより、この原理を実証する。
提案手法は, フォトン波面の情報容量が大きいこと, 従来のパス符号化技術に比べて2次的に少ない光資源量, 動的プログラム性など, 様々な利点があるため, 線形光量子計算や光量子信号処理に不可欠である可能性が示唆された。
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