論文の概要: Boson Sampling with a reconfigurable 128 modes 3D integrated photonic circuit

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.04162v1
• Date: Tue, 05 May 2026 18:01:20 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-07 18:41:07.471354
• Title: Boson Sampling with a reconfigurable 128 modes 3D integrated photonic circuit
• Title（参考訳）: 再構成可能な128モード3D集積フォトニック回路によるボソンサンプリング
• Authors: Simone Di Micco, Francesco Hoch, Alessandro Ciorra, Daniel Carvalho de Salles, Nicolò Spagnolo, Taira Giordani, Gonzalo Carvacho, Niki Di Giano, Marco Gardina, Andrea Crespi, Francesco Ceccarelli, Roberto Osellame, Fabio Sciarrino,
• Abstract要約: 統合量子フォトニクスは、量子情報処理をスケールするための主要なプラットフォームの一つとして登場した。 単一光子量子状態(Qolossus 3D)を操作するための128モードの集積型再構成可能な3Dフォトニックデバイスを導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 28.404018926483985
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Integrated quantum photonics has emerged as one of the leading platforms for scaling quantum information processing, offering compact, stable, and low-loss hardware with precise phase and mode control. Advances in integrated photonics architectures and active programmability now enable complex, high-dimensional transformations essential for quantum advantage tasks. We introduce an integrated, reconfigurable 3D photonic device with 128 modes for manipulation of single-photon quantum states (Qolossus 3D). Leveraging a continuously coupled architecture and thermo-optic programmability, the platform implements reconfigurable unitary transformations at unprecedented scale for integrated quantum optics. Exploiting indistinguishable single photons demultiplexed from a quantum dot source, we perform Boson Sampling across the large-dimensional chip and analyse the resulting output distributions for up to 4 photons. We then exploit it to demonstrate randomness generation via Boson Sampling. Agreement with theoretical predictions validates both the device's reconfigurable operation and the generation of random numbers. Our results highlight the scalability, stability, and precise control of integrated photonics for quantum information processing.
• Abstract（参考訳）: 集積量子フォトニクスは、量子情報処理をスケールするための主要なプラットフォームの一つとして登場し、正確な位相制御とモード制御を備えたコンパクトで安定で低損失のハードウェアを提供している。 統合フォトニクスアーキテクチャとアクティブプログラマビリティの進歩により、量子優位タスクに不可欠な複雑な高次元変換が可能になった。 単一光子量子状態(Qolossus 3D)を操作するために,128モードの集積型再構成可能な3Dフォトニックデバイスを導入する。 連続的に結合されたアーキテクチャと熱光学的プログラム性を活用し、このプラットフォームは、量子光学の統合のために前例のないスケールで再構成可能なユニタリ変換を実装している。 量子ドット源から切り離された不明瞭な単一光子を爆発させることで、ボソンサンプリングを行い、最大4光子の出力分布を解析する。 次に、Boson Smplingによるランダムネス生成の実証に利用する。 理論予測との一致は、デバイスの再構成可能な操作と乱数の生成の両方を検証する。 本研究は,量子情報処理のための統合フォトニクスのスケーラビリティ,安定性,精度の高い制御について述べる。

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