测量电压在光学量子计算机

最近在一篇文章发表在开放获取期刊能量,研究人员讨论了电压测量精度高的光学量子计算。

研究:高精度光学量子计算的电压测量。图片来源:Bartlomiej k Wroblewski / Shutterstock.com

背景

量子事件发生在光学系统可用于量子计算和通信。有不完全依靠光学的量子计算机的实现过程,而是在atom-light交互。这种方法的基本问题是要求冷却系统温度很低,不适用于光学量子系统。使用纠缠光子源如薄膜或量子点可以提高效率来源。

实际应用需要thin-film-based纠缠光子源。当量子位的数量和量子体积增加,比例问题发生。由于其巨大的规模和精度,更需要光电设备不能有这些特征的重要价值。光子芯片,另一方面,可以解决这些问题。光电二极管的电压测量传感器,终止该光学系统的一个关键组成部分的方法。有两种类型的电压测量:光电导和光伏。

实验设置six-photon纠缠。首先,两双光子所产生的非线性单元(新加坡国立大学)系列。在这之后,一个光子从每一对能够与系统的其余部分通过偏振分束器。重新连接的点,纠缠传播在整个系统中,生成GHZ态。图片来源:Wereszczy´nski, k . et al .,能量

关于这项研究

在这项研究中,作者提出了一个理论研究利用光学系统的量子计算。光学上层建筑能够实现指定计算算法和操作了。非线性光学单元像β硼酸钡晶体被用来构成上层建筑。

单位连接在系列,由脉冲激光泵,纠缠光子对的和输出状态是由分束器生成。纠缠传播使用束器和可配置的相移,设置相关参数,用于计算。

团队演示了如何一个接一个的cosine-based组件可以使用双组分的情况。所涉及的光学现象的量子计算给出了量子描述。光学设置和量子计算协议也被提出。光电二极管photon-to-voltage转换器,可选的放大器,符合计数器由实验设置。

研究人员提出了一种新颖的概念的实现量子计算利用光学设备。概率的均匀分布的畸变光学探测器之间的相变产生的rails应用的实现。的实现的一部分cosine-series-sampled运营商QCoSamp演示。

(图左)分束器和(正确的)偏振分束器,作用于two-rail与极化状态。图片来源:Wereszczy´nski, k . et al .,能量

观察

光路,创建一个单一的部分QCoSamp组件,以及添加更多组件的机制,必须确定。组件,但是,没有精确划定由于提出系统的性质。束器应用于金属氧化物半导体的输出和附加相移大致确定一个单独的组件。组件的参数可以改变通过改变阶段的相移。

更多的非线性单元,定义在前面的部分中,可以包含多个组件。纠缠是传播结果进一步增大。算法和振幅放大必须重复多次利用相同的大门。这可以通过创建一个循环通路,从而提高这些设备的量子体积没有实现许多额外的盖茨的要求。因为纠缠作为资源用于量子计算,以及生成的工具控制盖茨通过量子位之间的纠缠,建议实现使用光学量子现象没有问题。纠缠允许的变化阶段的另一个铁路铁路通过移相器之一。

高效的纠缠光子源,比如超薄电影或量子点,可以用来弥补损失的效率。信号处理、特征提取、图像处理和图像分类技术都可以实现光子电路使用建议的体系结构。此外,描述安排提供额外的输出选项。检测四个或更多的光子在两个偏振状态有时间联系。ququartits的国家需要一个特殊的探测器的计划安排。国家| 00 >必须发现通过观察系统的其余部分。然而,像| 20 >,两个光子在同一铁路具有相同的极化,被排除在外,因为他们不需要计算。

图显示(左)光学路径和(正确的)两种状态对应的系数表的路径。图片来源:Wereszczy´nski, k . et al .,能量

结论

总之,本研究阐明一个光学的发展设置为QCoSamp运营商提供了一个单独的组件。作者还演示了如何添加额外的组件可以生成一个系列。振幅放大算法,优化方法的核心QCoSamp,实施。

团队提到这项研究的发现相关抽样和量子通信、量子作为进一步研究的基础和物理实现的创建。

他们还表示,未来的研究应该考虑建立一个量子优化器使用量子抽样方法,以及高精度时间电压测量,这是一个至关重要的程序建设的高保真设备。

源

Wereszczy´nski, K。Michalczuk,。Paszkuta, M。,等。高精度电压测量的光学量子计算。能量(12)4205 (2022)。https://www.mdpi.com/1996-1073/15/12/4205

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