論文の概要: Resource-efficient universal photonic processor based on time-multiplexed hybrid architectures

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.22521v1
• Date: Fri, 26 Sep 2025 16:03:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-09-29 20:57:54.567774
• Title: Resource-efficient universal photonic processor based on time-multiplexed hybrid architectures
• Title（参考訳）: 時間多重ハイブリッドアーキテクチャに基づく資源効率の普遍フォトニックプロセッサ
• Authors: Jonas Lammers, Laura Ares, Federico Pegoraro, Philip Held, Benjamin Brecht, Jan Sperling, Christine Silberhorn,
• Abstract要約: 我々は、離散時間量子ウォークにおけるユニバーサルフォトニックプロセッサの実装のレシピを提供することにより、理論的提案と最先端の実験能力のギャップを埋める。 我々は,複数自由度からなるハイブリッド符号化により,インターフェースが高度にスケーラブルで資源効率が高いことを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.29316801942271303
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: For the ever-growing field of quantum information processing, large-scale, efficient multi-port interferometers serving as photonic processors are required. In this context, the suitability of quantum walks as the interferometric base for universal computation has been theoretically proven. In this work, we bridge the gap between theoretical proposals and state-of-the-art experimental capabilities by providing the recipe for the implementation of a universal photonic processor in discrete-time quantum walks. Specifically, we present the protocol how to translate arbitrary linear transformations into the coin and step operator of a quantum walk and map these to the experimental parameters of the established time-multiplexed platform. We show that our interface is highly scalable and resource-efficient due to the hybrid encoding consisting of multiple degrees of freedom. Finally, we prove that our system is highly resilient against experimental imperfections and show that it compares favorably against existing architectures.
• Abstract（参考訳）: 量子情報処理の分野では、大規模で効率的なマルチポート干渉計がフォトニックプロセッサとして必要とされる。 この文脈では、普遍計算のインターフェロメトリ基盤としての量子ウォークの適合性が理論的に証明されている。 本研究では、離散時間量子ウォークにおけるユニバーサルフォトニックプロセッサの実装のためのレシピを提供することにより、理論的提案と最先端の実験能力のギャップを埋める。 具体的には、任意の線形変換を量子ウォークのコインとステップ演算子に変換し、確立された時間多重プラットフォームの実験パラメータにマップする方法を提案する。 我々は,複数自由度からなるハイブリッド符号化により,インターフェースが高度にスケーラブルで資源効率が高いことを示す。 最後に,本システムは実験的な不完全性に対して高い耐性を示すとともに,既存のアーキテクチャと比較して良好に比較可能であることを示す。

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