論文の概要: Quantum circuits for simulating linear interferometers

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2504.16880v1
• Date: Wed, 23 Apr 2025 16:56:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-02 15:10:07.134582
• Title: Quantum circuits for simulating linear interferometers
• Title（参考訳）: 線形干渉計シミュレーションのための量子回路
• Authors: Hudson Leone, Peter S. Turner, Simon Devitt,
• Abstract要約: 我々は、量子コンピュータのレジスタが光学モードを表す第2の量子化アプローチに焦点を当てる。 次に、標準量子光学技術を用いて、干渉計を記述するユニタリ行列を2時間2$ユニタリの配列に分解することができる。 m$モード干渉計と$n$同一光子の場合、この方法はおよそ$mathcalO(m log(n))$ qubitsと$mathcalO(m n4 log_2(n) : textrmpolyの回路深さを必要とする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Motivated by recent proposals for quantum proof of work protocols, we investigate approaches for simulating linear optical interferometers using digital quantum circuits. We focus on a second quantisation approach, where the quantum computer's registers represent optical modes. We can then use standard quantum optical techniques to decompose the unitary matrix describing an interferometer into an array of $2\times 2$ unitaries, which are subsequently synthesised into quantum circuits and stitched together to complete the circuit. For an $m$ mode interferometer with $n$ identical photons, this method requires approximately $\mathcal{O}(m \log(n))$ qubits and a circuit depth of $\mathcal{O}(m n^4 \log_2(n) \: \textrm{polylog}(n^4 / \epsilon))$. We present a software package Aquinas (A QUantum INterferometer ASsembler) that uses this approach to generate such quantum circuits. For reference, an arbitrary five mode interferometer with two identical photons is compiled to a 10 qubit quantum circuit with a depth of 1972.
• Abstract（参考訳）: 作業プロトコルの量子証明に関する最近の提案により,デジタル量子回路を用いた線形光干渉計のシミュレーション手法について検討した。 我々は、量子コンピュータのレジスタが光学モードを表す第2の量子化アプローチに焦点を当てる。 次に、標準量子光学技術を用いて、干渉計を記述したユニタリ行列を2ドル2セントのユニタリの配列に分解し、後に量子回路に合成して回路を完成させる。 n$同一光子を持つ$m$モード干渉計の場合、この方法はおよそ$\mathcal{O}(m \log(n))$ qubitsと$\mathcal{O}(m n^4 \log_2(n) \: \textrm{polylog}(n^4 / \epsilon))$の回路深さを必要とする。 本稿では,この手法を用いて量子回路を生成するソフトウェアパッケージAquinas (A QUantum INterferometer ASsembler)を提案する。 参考までに、2つの同一光子を持つ任意の5モード干渉計は、1972年の深さを持つ10量子ビット量子回路にコンパイルされる。

関連論文リスト

• Simulating electronic structure on bosonic quantum computers [34.84696943963362]
  電子ハミルトニアンを、ボゾン量子デバイス上で解ける擬似ボゾン問題にマッピングする方法を提案する。 この研究は、多くのフェルミオン系をシミュレートする新しい経路を確立し、ハイブリッド量子ビット量子デバイスの可能性を強調する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-16T02:04:11Z)
• On-chip quantum interference between independent lithium niobate-on-insulator photon-pair sources [35.310629519009204]
  リチウムニオブ−オン絶縁体(LNOI)集積フォトニック回路は、2光子パス絡み状態を生成し、量子干渉のためのプログラム可能な干渉計を生成する。 我々は、$sim2.3times108$ pairs/s/mWの明るさで絡み合った光子を生成し、9,6.8pm3.6%の可視性で量子干渉実験を行う。 本研究は, ボソンサンプリングや量子通信などの応用において, 効率的な光子対生成やプログラム可能な回路を含む, 大規模集積量子フォトニクスへの道を提供するものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-04-12T10:24:43Z)
• Experimental realization of universal quantum gates and six-qubit entangled state using photonic quantum walk [2.2006360539727923]
  室温での高忠実度量子ゲートの普遍的な実現を実験的に実証した。 単一光子を用いた3量子系では、第1の量子ビットは偏光情報を用いて符号化され、残りの2つの量子ビットは経路情報を用いて符号化される。 6キュービットのグリーンバーガー・ホーネ・ザイリンガー状態を生成するために、2つの3キュービット加群を絡めるために、絡み合った光子対を用いる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-03-11T12:32:22Z)
• Towards large-scale quantum optimization solvers with few qubits [59.63282173947468]
  我々は、$m=mathcalO(nk)$バイナリ変数を$n$ qubitsだけを使って最適化するために、$k>1$で可変量子ソルバを導入する。 我々は,特定の量子ビット効率の符号化が,バレン高原の超ポリノミウム緩和を内蔵特徴としてもたらすことを解析的に証明した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-17T18:59:38Z)
• High-throughput quantum photonic devices emitting indistinguishable photons in the telecom C-band [28.279056210896716]
  テレコムCバンド波長における単一識別不能光子は、量子ネットワークと将来の量子インターネットにとって不可欠である。 エピタキシャル半導体量子ドットを用いたCバンド波長で動作する量子フォトニック集積デバイスの高スループット化を実証する。 収率とコヒーレンス特性のさらなる改善は、単一光子非線型デバイスと、テレコム波長で高度な量子ネットワークを実装するための道を開くだろう。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-05T15:39:22Z)
• Circuit Implementation of Discrete-Time Quantum Walks via the Shunt Decomposition Method [1.2183405753834557]
  本稿では,ブロック対角演算子の量子回路へのマッピング過程を解析する。 得られた回路は、ファルコンr5.11L型とファルコンr4T型の量子プロセッサ上で実行される。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-04-04T03:20:55Z)
• Integrated Quantum Optical Phase Sensor [48.7576911714538]
  ニオブ酸リチウム薄膜で作製したフォトニック集積回路について述べる。 我々は2階非線形性を用いてポンプ光と同じ周波数で圧縮状態を生成し、回路制御と電気光学によるセンシングを実現する。 このようなチップ上のフォトニクスシステムは、低消費電力で動作し、必要なすべての機能を1つのダイに統合することで、量子光学センサーの新たな機会が開けることを期待している。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-19T18:46:33Z)
• Demonstration of a bosonic quantum classifier with data re-uploading [0.1616312990391151]
  単一量子ビットシステムでは、データ再ロード技術を用いて普遍的な量子分類器を実現することができる。 本稿では,この手法をボソニックシステムに適用した新しい量子分類器を提案し,シリコン光集積量子回路を用いた実演に成功した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-14T02:05:55Z)
• Tunable photon-mediated interactions between spin-1 systems [68.8204255655161]
  我々は、光子を媒介とする効果的なスピン-1系間の相互作用に、光遷移を持つマルチレベルエミッタを利用する方法を示す。 本結果は,空洞QEDおよび量子ナノフォトニクス装置で利用可能な量子シミュレーションツールボックスを拡張した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-03T14:52:34Z)
• Efficient Bipartite Entanglement Detection Scheme with a Quantum Adversarial Solver [89.80359585967642]
  パラメータ化量子回路で完了した2プレーヤゼロサムゲームとして,両部絡み検出を再構成する。 このプロトコルを線形光ネットワーク上で実験的に実装し、5量子量子純状態と2量子量子混合状態の両部絡み検出に有効であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-03-15T09:46:45Z)
• Halving the cost of quantum multiplexed rotations [0.0]
  我々は、$c$制御を持つ多重量子ゲートの$b$-bit近似に必要な$T$ゲートの数を改善する。 以上の結果から,2要素あるいはテンソルハイパーコントラクション表現の量子化に基づく最先端電子構造シミュレーションのコストを約半分に抑えることができた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-10-26T06:49:44Z)
• Photon-mediated Stroboscopic Quantum Simulation of a $\mathbb{Z}_{2}$ Lattice Gauge Theory [58.720142291102135]
  格子ゲージ理論(LGT)の量子シミュレーションは、非摂動粒子と凝縮物質物理学に取り組むことを目的としている。 現在の課題の1つは、量子シミュレーション装置に自然に含まれない4体(プラケット)相互作用が現れる1+1次元を超えることである。 原子物理学の最先端技術を用いて基底状態の調製とウィルソンループの測定方法を示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-27T18:10:08Z)
• Quantum circuit to estimate pi using quantum amplitude estimation [0.0]
  πを推定するために提案された量子回路は、モンテカルロ法、量子振幅推定、量子二乗法に基づいている。 QFTを用いて量子二乗法を適用することにより、回路は4n + 1 $ qubitsで22n$サンプリングで実装された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-08-04T05:04:57Z)
• Quantum Simulation of 2D Quantum Chemistry in Optical Lattices [59.89454513692418]
  本稿では,光学格子中の低温原子に基づく離散2次元量子化学モデルのアナログシミュレータを提案する。 まず、単一フェルミオン原子を用いて、HとH$+$の離散バージョンのような単純なモデルをシミュレートする方法を分析する。 次に、一つのボゾン原子が2つのフェルミオン間の効果的なクーロン反発を媒介し、2次元の水素分子の類似性をもたらすことを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-02-21T16:00:36Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。