論文の概要: Characterization of multi-mode linear optical networks

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2304.06486v1
• Date: Thu, 13 Apr 2023 13:09:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-14 14:25:07.586257
• Title: Characterization of multi-mode linear optical networks
• Title（参考訳）: 多モード線形光ネットワークの特性評価
• Authors: Francesco Hoch, Taira Giordani, Nicol\`o Spagnolo, Andrea Crespi, Roberto Osellame and Fabio Sciarrino
• Abstract要約: 不完全性の存在下での光回路のキャラクタリゼーションのための効率的な手順を定式化する。 本稿では,本手法の有効性を,可変集積フォトニック回路で定義された実験的なシナリオで示す。 本研究は, バルク構成と統合構成の両方に基づいて, 広い範囲の光学装置に応用できることを示す。
• 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: Multi-mode optical interferometers represent the most viable platforms for the successful implementation of several quantum information schemes that take advantage of optical processing. Examples range from quantum communication, sensing and computation, including optical neural networks, optical reservoir computing or simulation of complex physical systems. The realization of such routines requires high levels of control and tunability of the parameters that define the operations carried out by the device. This requirement becomes particularly crucial in light of recent technological improvements in integrated photonic technologies, which enable the implementation of progressively larger circuits embedding a considerable amount of tunable parameters. In this work, we formulate efficient procedures for the characterization of optical circuits in the presence of imperfections that typically occur in physical experiments, such as unbalanced losses and phase instabilities in the input and output collection stages. The algorithm aims at reconstructing the transfer matrix that represents the optical interferometer without making any strong assumptions about its internal structure and encoding. We show the viability of this approach in an experimentally relevant scenario, defined by a tunable integrated photonic circuit, and we demonstrate the effectiveness and robustness of our method. Our findings can find application in a wide range of optical setups, based both on bulk and integrated configurations.
• Abstract（参考訳）: マルチモード光干渉計は、光学処理を利用したいくつかの量子情報スキームの実装において最も有効なプラットフォームである。 例えば、量子通信、センシング、計算、光学ニューラルネットワーク、光学貯水池計算、複雑な物理システムのシミュレーションなどである。 このようなルーチンの実現には、デバイスによって実行される操作を定義するパラメータの高レベルの制御と調整性が必要である。 この要求は、かなりの量の可変パラメータを埋め込む段階的なより大きな回路の実装を可能にする統合フォトニック技術における最近の技術改善に照らして、特に重要となる。 本研究では,不平衡損失や入力・出力回収段階の位相不安定など,物理実験で一般的に発生する不完全性の存在下での光回路のキャラクタリゼーションのための効率的な手順を定式化する。 このアルゴリズムは、内部構造やエンコーディングについて強い仮定をすることなく、光学干渉計を表す転送行列を再構成することを目的としている。 我々は,本手法の有効性を,可変集積フォトニック回路によって定義された実験的なシナリオで示し,本手法の有効性とロバスト性を示す。 本研究は, バルク構成と統合構成の両方に基づいて, 広い範囲の光学装置に適用できることを示す。

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