論文の概要: Ray Optics Approach to Holography

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2506.11352v1
• Date: Thu, 12 Jun 2025 22:57:17 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-06-16 17:50:49.60448
• Title: Ray Optics Approach to Holography
• Title（参考訳）: ホログラフィーへの光光学的アプローチ
• Authors: Andrii Torchylo,
• Abstract要約: 最適輸送を用いた効率的な最適化アルゴリズムを提案する。 我々のアプローチは相渦の生成を完全に回避する。 本手法は, 未知の二次位相系の位相空間変換の検索に利用できることを示す。
• 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: Retrieving the phase of a complex-valued field from the measurements of its amplitude is a crucial problem with a wide range of applications in microscopy and ultracold atomic physics. In particular, obtaining an accurate and efficient solution to this problem is a key step in shaping laser beams for trapping atoms in optical tweezer arrays and applying high-fidelity entangling gates on a neutral atom quantum computer. Current approaches to this problem fail to converge on the optimal solution due to a phenomenon known as vortex formation. In this work, we present an efficient optimization algorithm using Optimal Transport. Our approach completely bypasses the creation of phase vortices and allows for a state-of-the-art solution both in terms of accuracy and efficiency. Furthermore, we show a deep theoretical connection between the Optimal Transport plan and the ray-optics limit of the Wigner distribution of the unknown complex-valued field, and show that our method can be used to retrieve the phase-space transformation of any unknown quadratic phase system. Finally, we reinterpret this problem in the modern quantum learning framework. The techniques we develop provide both useful intuition and practical tools for advancing the frontiers of phase retrieval and laser beam shaping.
• Abstract（参考訳）: 振幅の測定から複素値場の位相を取得することは、顕微鏡や超低温原子物理学における幅広い応用において重要な問題である。 特に、この問題に対して正確かつ効率的な解を求めることは、光ツイーザーアレイ中の原子をトラップするレーザービームを形成、中性原子量子コンピュータに高忠実なエンタングルゲートを適用するための重要なステップである。 この問題に対する現在のアプローチは、渦形成と呼ばれる現象のために最適解に収束しない。 本研究では,最適輸送を用いた効率的な最適化アルゴリズムを提案する。 我々の手法は相渦の生成を完全に回避し、精度と効率の両面において最先端の解を可能にする。 さらに、未知の複素数値場のウィグナー分布の最適輸送計画と光光学限界との深い理論的関係を示し、この方法を用いて未知の二次位相系の位相空間変換を復元できることを示す。 最後に、この問題を現代の量子学習フレームワークで再解釈する。 本手法は,位相検索のフロンティアとレーザビーム成形のフロンティアを前進させるための有用な直観と実践的ツールの両方を提供する。

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