論文の概要: Reconfigurable unitary transformations of optical beam arrays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.06981v1
• Date: Tue, 9 Jul 2024 15:56:35 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-07-10 17:27:33.690679
• Title: Reconfigurable unitary transformations of optical beam arrays
• Title（参考訳）: 光ビームアレイの再構成可能なユニタリ変換
• Authors: Aldo C. Martinez-Becerril, Siwei Luo, Liu Li, Jordan Pagé, Lambert Giner, Raphael A. Abrahao, Jeff S. Lundeen,
• Abstract要約: 動的に再構成できる任意のユニタリ変換の可能性を実証する。 2つの平行ビームの系に対するユニタリ変換の全域を実験的に検証し、その忠実度を写像する。 この高忠実さは、MPLCが量子情報処理と古典情報処理を組み合わせたユニタリ変換を実装するのに役立つことを示唆している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.6820991036487616
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Spatial transformations of light are ubiquitous in optics, with examples ranging from simple imaging with a lens to quantum and classical information processing in waveguide meshes. Multi-plane light converter (MPLC) systems have emerged as a platform that promises completely general spatial transformations, i.e., a universal unitary. However until now, MPLC systems have demonstrated transformations that are far from general, e.g., converting from a Gaussian to Laguerre-Gauss mode. Here, we demonstrate the promise of an MLPC, the ability to impose an arbitrary unitary transformation that can be reconfigured dynamically. Specifically, we consider transformations on superpositions of parallel free-space beams arranged in an array, which is a common information encoding in photonics. We experimentally test the full gamut of unitary transformations for a system of two parallel beams and make a map of their fidelity. We obtain an average transformation fidelity of $0.85 \pm 0.03$. This high-fidelity suggests MPLCs are a useful tool implementing the unitary transformations that comprise quantum and classical information processing.
• Abstract（参考訳）: 光の空間変換は光学においてユビキタスであり、レンズによる単純なイメージングから導波路メッシュにおける量子および古典的な情報処理まで様々である。 マルチプレーン光変換器 (MPLC) は、完全に一般的な空間変換、すなわち普遍的なユニタリを約束するプラットフォームとして登場した。 しかし、これまでMPLCシステムはガウスモードからラゲール・ガウスモードへ変換する一般の、例えばガウスモードから遠く離れた変換を実証してきた。 ここでは、MLPCの約束、動的に再構成可能な任意のユニタリ変換を課す能力を示す。 具体的には、並列自由空間ビームの重ね合わせの変換について考察し、これはフォトニクスで符号化される共通情報である。 2つの平行ビームの系に対するユニタリ変換の全域を実験的に検証し、その忠実度を写像する。 平均変換忠実度は0.85 \pm 0.03$である。 この高忠実さは、MPLCが量子情報処理と古典情報処理を組み合わせたユニタリ変換を実装するのに役立つことを示唆している。

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