論文の概要: Quantum Information Processing with Spatially Structured Light
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.11154v1
- Date: Mon, 13 Oct 2025 08:48:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-14 18:06:30.274575
- Title: Quantum Information Processing with Spatially Structured Light
- Title（参考訳）: 空間構造光を用いた量子情報処理
- Authors: Suraj Goel, Bohnishikha Ghosh, Mehul Malik,
- Abstract要約: 空間構造光を用いた量子光学回路の進歩を概観する。
我々は,マルチプレーン光変換,複雑な散乱媒体,マルチモード,マルチコアファイバなどのプラットフォームに基づく回路を強調した。
本稿では,多次元および多モード量子状態の操作と測定への応用について論じる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Qudits have proven to be a powerful resource for quantum information processing, offering enhanced channel capacities, improved robustness to noise, and highly efficient implementations of quantum algorithms. The encoding of photonic qudits in transverse-spatial degrees of freedom has emerged as a versatile tool for quantum information processing, allowing access to a vast information capacity within a single photon. In this review, we examine recent advances in quantum optical circuits with spatially structured light, focusing particularly on top-down approaches that employ complex mode-mixing transformations in free-space and fibers. In this context, we highlight circuits based on platforms such as multi-plane light conversion, complex scattering media, multimode and multi-core fibers. We discuss their applications for the manipulation and measurement of multi-dimensional and multi-mode quantum states. Furthermore, we discuss how these circuits have been employed to perform multi-party operations and multi-outcome measurements, thereby opening new avenues for scalable photonic quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 量子情報処理のための強力なリソースであることが証明され、チャネル容量の強化、ノイズに対するロバスト性の改善、量子アルゴリズムの高効率実装が提供されている。
量子情報処理の汎用ツールとして、光子量子ビットの逆空間的自由度による符号化が登場し、単一の光子内での膨大な情報容量へのアクセスが可能になった。
本稿では,空間構造光を用いた量子光学回路の最近の進歩について考察し,特に自由空間とファイバーの複雑なモード混合変換を用いたトップダウンアプローチに注目した。
この文脈では、マルチプレーン光変換、複雑な散乱媒体、マルチモード、マルチコアファイバなどのプラットフォームに基づく回路をハイライトする。
本稿では,多次元および多モード量子状態の操作と測定への応用について論じる。
さらに、これらの回路がどのようにしてマルチパーティ操作やマルチアウトカム計測に使われてきたかについて議論し、スケーラブルなフォトニック量子情報処理のための新たな道を開く。
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