論文の概要: Emulating quantum computing with optical matrix multiplication
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.14178v1
- Date: Fri, 19 Jul 2024 10:11:06 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-22 18:04:03.534182
- Title: Emulating quantum computing with optical matrix multiplication
- Title（参考訳）: 光行列乗算による量子コンピューティングのシミュレーション
- Authors: Mwezi Koni, Hadrian Bezuidenhout, Isaac Nape,
- Abstract要約: 光コンピューティングは光速を利用して行列ベクトル演算を効率的に行う。
量子力学原理を用いたフォトニック行列乗算法を開発した。
次に、よく知られたアルゴリズム、すなわちDeutsch-Jozsaのアルゴリズムを実演する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Optical computing harnesses the speed of light to perform matrix-vector operations efficiently. It leverages interference, a cornerstone of quantum computing algorithms, to enable parallel computations. In this work, we interweave quantum computing with classical structured light. This is achieved by formulating the process of photonic matrix multiplication using quantum mechanical principles such as state superposition and subsequently demonstrate a well known algorithm, namely the Deutsch-Jozsa's algorithm. This is accomplished by elucidating the inherent tensor product structure within the Cartesian transverse degrees of freedom of light. To this end, we establish a discrete basis using localized Gaussian modes arranged in a lattice formation and demonstrate the operation of a Hadamard Gate. Leveraging the reprogrammable and digital capabilities of spatial light modulators, coupled with Fourier transforms by lenses, our approach proves adaptable to various algorithms. Therefore our work advances the use of structured light for quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 光コンピューティングは光速を利用して行列ベクトル演算を効率的に行う。
並列計算を可能にするために、量子コンピューティングアルゴリズムの基盤である干渉を利用する。
この研究では、量子コンピューティングと古典的な構造を持つ光を織り交ぜる。
これは、状態重畳のような量子力学的原理を用いてフォトニック行列乗法を定式化し、後によく知られたアルゴリズム、すなわちDeutsch-Jozsaのアルゴリズムを実証することによって達成される。
これは、直交する光の自由度で固有のテンソル積構造を解明することで達成される。
この目的のために、格子状に配置された局所ガウスモードを用いて離散基底を確立し、アダマール門の動作を実証する。
空間光変調器の再生可能およびデジタル機能を活用し、レンズによるフーリエ変換と組み合わせることで、我々は様々なアルゴリズムに適応できることを証明した。
そこで本研究は,量子情報処理における構造化光の利用を推し進める。
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