論文の概要: Emulating quantum computing with optical matrix multiplication
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.14178v2
- Date: Mon, 22 Jul 2024 06:08:56 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-23 13:31:17.910521
- 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の速度を利用してベクトル行列演算を効率的に行う。
量子力学原理を用いてフォトニック行列乗法を定式化する。
我々は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。
- 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 vector-matrix 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 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, which is the main resource for optical vector-matrix multiplication. 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の速度を利用してベクトル行列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。
本研究では、状態重畳などの量子力学的原理を用いてフォトニック行列乗法(英語版)の過程を定式化し、量子コンピューティングと古典的構造光を織り交ぜ、次いで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。
これは、光学ベクトル行列乗法の主要な資源である光の自由度(英語版)における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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