論文の概要: Automated Discovery of Non-local Photonic Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.04648v1
• Date: Thu, 06 Nov 2025 18:38:30 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-07 20:17:53.562945
• Title: Automated Discovery of Non-local Photonic Gates
• Title（参考訳）: 非局所フォトニックゲートの自動発見
• Authors: Sören Arlt, Mario Krenn, Xuemei Gu,
• Abstract要約: フォトニクスにおいて、直接光子-光子相互作用は実用上有用であるには弱すぎるため、効果的な相互作用は線形光学と測定によって工学される。 空間的に分離された光子に作用するいくつかの必須非局所多光子量子ゲートについて実験的に提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.19116784879310023
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Interactions between quantum systems enable quantum gates, the building blocks of quantum information processing. In photonics, direct photon-photon interactions are too weak to be practically useful, so effective interactions are engineered with linear optics and measurement. A central challenge is to realize such interactions non-locally, i.e., between photons that remain spatially separated. We present experimental proposals for several essential non-local multiphoton quantum gates that act on spatially separated photons, in both qubit and high-dimensional qudit systems. All solutions were discovered by the AI-driven discovery system called PyTheus. Rather than using pre-shared entanglement or Bell state measurements, our gates use as a resource quantum indistinguishability by path identity - a technique that exploits coherent superpositions of the photon pair origins. While analyzing these solutions, we uncovered a new mechanism that mimics much of the properties of quantum teleportation, without shared entanglement or Bell state measurements. Technically, our results establish path indistinguishability as a practical resource for distributed quantum information processing; conceptually, they demonstrate how automated discovery systems can contribute new ideas and techniques in physics.
• Abstract（参考訳）: 量子システム間の相互作用は、量子情報処理の構成要素である量子ゲートを可能にする。 フォトニクスにおいて、直接光子-光子相互作用は実用上有用であるには弱すぎるため、効果的な相互作用は線形光学と測定によって工学される。 中心的な課題は、空間的に分離されたままの光子間の非局所的な相互作用を実現することである。 量子ビット系および高次元キューディット系において、空間的に分離された光子に作用するいくつかの必須非局所多光子量子ゲートについて実験的に提案する。 すべての解は、PyTheusと呼ばれるAI駆動の発見システムによって発見された。 我々のゲートは、事前に共有された絡み合いやベル状態の測定ではなく、光子対の起源のコヒーレントな重ね合わせを利用する手法であるパスアイデンティティによるリソース量子の区別不可能性(英語版)として使用される。 これらの解を解析しながら、量子テレポーテーションの性質の多くを模倣する新しいメカニズムを発見し、共有絡み合いやベル状態の測定を行なわなかった。 技術的には、分散量子情報処理の実践的資源としてパス不特定性を確立し、概念的には、自動発見システムが物理学における新しいアイデアや技術にどのように貢献するかを実証する。

関連論文リスト

• Automated discovery of high-dimensional multipartite entanglement with photons that never interacted [0.19116784879310023]
  空間的に分離されたネットワークノード間の量子絡み合いは、共通のソースからの光子の分布や絡み合い交換によって確立される。 異なるソースからの光子の放出源が区別できないパスの同一性は、代替ルートを提供することを示す。 この機構により,光子が相互作用しない遠隔ノード間の複雑な多部構造,高次元,論理的絡み合いが実現可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-10-12T17:14:48Z)
• Faithful quantum teleportation via a nanophotonic nonlinear Bell state analyzer [3.9379777965064524]
  ナノフォトニックキャビティを用いた時間ビン符号化光子に対する非線形ベル状態解析器について述べる。 我々の効率的なナノフォトニクスプラットフォームによって強化された非線形光学エンタングリング演算は、忠実な量子情報プロトコルを実現することができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-11-23T03:44:06Z)
• Quantum interferences and gates with emitter-based coherent photon sources [0.0]
  2019年、放出された単一光子状態は真空成分とのコヒーレンスを含むことが示されている。 このような光子数コヒーレンスが量子干渉実験をどう変えるかを示す。 本稿では,2量子ゲートの効率と忠実度を考慮に入れ,量子プロトコルへの影響について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-01-02T12:29:49Z)
• Engineering quantum states from a spatially structured quantum eraser [0.0]
  量子干渉は、量子状態が光子を区別不能な不明瞭な性質に投影することで可能となる。 これらのアイデアを組み合わせることで、我々は、量子干渉を工学的なフォトニック状態に調整する単純で堅牢なスキームを設計し、実験的に実証する。 これらの空間工学的な多光子量子状態は、量子力学、顕微鏡、通信などの分野において重要であると信じている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-24T00:11:36Z)
• QUICK$^3$ -- Design of a satellite-based quantum light source for quantum communication and extended physical theory tests in space [73.86330563258117]
  単一光子ソースは、衛星ベースの量子キー分散シナリオにおけるセキュアなデータレートを向上させることができる。 ペイロードは3U CubeSatに統合され、2024年に低軌道への打ち上げが予定されている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-01-26T15:34:11Z)
• 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)
• Modelling Markovian light-matter interactions for quantum optical devices in the solid state [0.0]
  固体量子システムに焦点をあてて、量子光学デバイスの基本コンポーネントとプロセスを分析する。 光学活性量子系の一般マルコフマスター方程式に適用した解析量子軌道法を多用する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-13T23:00:34Z)
• Information Scrambling in Computationally Complex Quantum Circuits [56.22772134614514]
  53量子ビット量子プロセッサにおける量子スクランブルのダイナミクスを実験的に検討する。 演算子の拡散は効率的な古典的モデルによって捉えられるが、演算子の絡み合いは指数関数的にスケールされた計算資源を必要とする。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-21T22:18:49Z)
• Entanglement transfer, accumulation and retrieval via quantum-walk-based qubit-qudit dynamics [50.591267188664666]
  高次元システムにおける量子相関の生成と制御は、現在の量子技術の展望において大きな課題である。 本稿では,量子ウォークに基づく移動・蓄積機構により,$d$次元システムの絡み合った状態が得られるプロトコルを提案する。 特に、情報を軌道角運動量と単一光子の偏光度にエンコードするフォトニック実装について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-14T14:33:34Z)
• Topological photon pairs in a superconducting quantum metamaterial [44.62475518267084]
  超伝導量子ビットの配列を用いて、非自明な量子メタマテリアルを設計する。 製造アレイのマイクロ波分光により,初等励起スペクトルを実験的に観察する。 単光子位相状態だけでなく、キュービットの固有非調和性によって生じるエキゾチックな有界光子対のバンドも発見できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-06-23T07:04:27Z)

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。