論文の概要: Loop Quantum Photonic Chip for Coherent Multi-Time-Step Evolution

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.11307v1
• Date: Mon, 18 Nov 2024 06:03:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-19 14:32:40.789555
• Title: Loop Quantum Photonic Chip for Coherent Multi-Time-Step Evolution
• Title（参考訳）: コヒーレントマルチステップ進化のためのループ量子フォトニックチップ
• Authors: Yuancheng Zhan, Hui Zhang, Rebecca Erbanni, Andreas Burger, Lingxiao Wan, Xudong Jiang, Sanghoon Chae, Aiqun Liu, Dario Poletti, Leong Chuan Kwek,
• Abstract要約: Loop-QPCは、1つのチップで複数の時間ステップで量子力学を効率的にシミュレートするように設計されている。 低損失窒化ケイ素(SiN)集積フォトニックチップ上でのスピンボソンモデルのダイナミクスを実験的に実証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.821558817827427
• License:
• Abstract: Quantum evolution is crucial for the understanding of complex quantum systems. However, current implementations of time evolution on quantum photonic platforms face challenges of limited light source efficiency due to propagation loss and merely single-layer complexity. In this work, we present a loop quantum photonic chip (Loop-QPC) designed to efficiently simulate quantum dynamics over multiple time steps in a single chip. Our approach employs a recirculating loop structure to reuse computational resources and eliminate the need for multiple quantum tomography steps or chip reconfigurations. We experimentally demonstrate the dynamics of the spin-boson model on a low-loss Silicon Nitride (SiN) integrated photonic chip. The Loop-QPC achieves a three-step unitary evolution closely matching the theoretical predictions. These results establish the Loop-QPC as a promising method for efficient and scalable quantum simulation, advancing the development of quantum simulation on programmable photonic circuits.
• Abstract（参考訳）: 量子進化は複雑な量子系の理解に不可欠である。 しかし、量子フォトニックプラットフォーム上での時間発展の現在の実装は、伝搬損失と単に単層複雑さによる光源効率の制限という課題に直面している。 本研究では,ループ型量子フォトニックチップ(Loop-QPC)について,複数の時間ステップにおける量子力学を効率的にシミュレーションする。 提案手法では,再循環ループ構造を用いて計算資源を再利用し,複数の量子トモグラフィステップやチップ再構成の必要性を解消する。 低損失窒化ケイ素(SiN)集積フォトニックチップ上でのスピンボソンモデルのダイナミクスを実験的に実証した。 Loop-QPCは理論的な予測とよく一致する3段階のユニタリ進化を達成する。 これらの結果は、効率よくスケーラブルな量子シミュレーションのための有望な方法としてLoop-QPCを確立し、プログラマブルフォトニック回路上での量子シミュレーションの開発を進めた。

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