論文の概要: Entanglement and Coherence Dynamics in Photonic Quantum Memristors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.08979v1
• Date: Fri, 13 Sep 2024 16:52:05 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-16 15:50:08.003891
• Title: Entanglement and Coherence Dynamics in Photonic Quantum Memristors
• Title（参考訳）: フォトニック量子中間子における絡み合いとコヒーレンスダイナミクス
• Authors: Alberto Ferrara, Rosario Lo Franco,
• Abstract要約: 私たちは、実量子ビットベースの量子コンピュータ(IBM-Q)上で、フォトニック量子メムリスタ(PQM)の回路モデルを構築し、実行します。 2つの独立したPQMからなるネットワークは、距離に関係なく、ネットワーク内を移動する相関光子の絡み合いとコヒーレンスの両方のダイナミクスにメモリ効果を示すことを示す。
• 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: Memristive systems exhibit dynamics that depend on their past states, making them useful as memory units. Due to their functional resemblance to real synapses, memristors can also constitute the building blocks of neural networks for a variety of tasks. Recently, quantum memristor models have been proposed and notably, a photonic quantum memristor (PQM) has been experimentally proven. In this work, we explore and characterize various quantum properties that emerge from this specific model of PQM. Firstly, we find that a single PQM displays memristive dynamics on its quantum coherence. Secondly, we show that a network made of two independent PQMs can manifest memory effects on the dynamics of both entanglement and coherence of correlated photons traveling through the network, regardless of their distance. Additionally, we build and run a circuit-model of the PQM on a real qubit-based quantum computer (IBM-Q), showing that: (i) this system can effectively be used for non-linear quantum computing under specific conditions, and (ii) digital quantum simulations can reproduce the dynamics of a memristive quantum system in a non-Markovian regime.
• Abstract（参考訳）: メモリシステムは過去の状態に依存するダイナミクスを示し、メモリユニットとして有用である。 実際のシナプスと機能的に似ているため、メムリスタは様々なタスクのためのニューラルネットワークの構成要素を構成することもできる。 近年、量子メムリスタモデルが提案されており、特にフォトニック量子メムリスタ(PQM)が実験的に証明されている。 本研究では、このPQMの特定のモデルから生じる様々な量子特性を探索し、特徴付ける。 まず、一つのPQMがその量子コヒーレンスに分裂力学を示すことが分かる。 第2に、2つの独立したPQMからなるネットワークは、距離に関係なく、ネットワーク内を移動する相関光子の絡み合いとコヒーレンスの両方のダイナミクスにメモリ効果を示すことを示す。 さらに、実量子ビットベースの量子コンピュータ(IBM-Q)上でPQMの回路モデルを構築し、実行します。 (i)このシステムは、特定の条件下での非線形量子コンピューティングに効果的に使用できる。 (II)デジタル量子シミュレーションは、非マルコフ状態における分裂量子系の力学を再現することができる。

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