Fotonic Kuantum Hesaplama

Genel Bakış

Fotonic kuantum hesaplama, kuantum bilgilerinin taşıyıcısı olarak ışık kullanır. Qubits, yolda kodlanabilir, kutuplaşma, zaman bin veya foton numarası, sürekli değişken sistemler alanı dörtlülük kullanırken. Fotons, çevre ile zayıf etkileşime girer ve kolayca fiber aracılığıyla seyahat eder, onları ağ için doğal hale getirir, ancak aynı zayıf etkileşim, ikiyüzlü kapıları zorlaştırır.

Teknik temeller

İki yol boyunca dağıtılan tek bir fotoğraf çift-rayın bir qubit sağlarken, zaman-bin ve kutuplaşma diğer veyatogonal modları kullanır. Kirişçiler ve faz değişimcileri, Yaratılış operatörlerinin lineer dönüşümlerini uygularlar. Dengeli bir kiriş bölmesi olayı ile ilgili iki ayırt edilebilir foton olayı Hong-Ou-Mandel müdahalesi, entangling ölçümler için temel bir kaynak. Çünkü pasif optikler tek başına bir determinist foton-fotoğraf etkileşimi yaratmaz, mimarlıklar ölçümsüz olmayan, çoklu devlet kaynakları veya sürekli değişken küme devletler kullanır. Hata toplama kodları, antika kaybı ve operasyonel gürültü gibi antika kaybı etrafında tasarlanmıştır.

Nasıl çalışır

Kaynaklar tek fotonlar veya betonlanmış optik devletler yaratır, interferometreler birimsel dönüşümleri uygular ve sayısal sonuçları klasik kayıtlara dönüştürür. Ölçüm tabanlı mimariler ilk önce büyük bir entanglanmış bir küme devleti hazırlar ve sonra adaptif ölçümler gerçekleştirir. Linear-optik protokolleri müdahale yoluyla etkili etkileşimleri elde eder, bircillary fotoslar ve besleme-geri, özelleştirilmiş yayarlar veya doğrusal olmayan malzemeler daha güçlü deterministik operasyonlar sağlayabilir.

Ölçme ve Araştırma Yöntemleri

Kaynaklar, parlaklık, hisalding verimliliği, multifotog kirliliği ve tekrarlanan emisyonlar karşısında ayırt edilebilirlik ile karakterize edilir. Tümleşik devreler kuantum proses tomografi veya stabilizatörlerden önce klasik ışıkla test edilir. Nanotel dedektörleri rapor verimliliğini, zamanlama jitter, karanlık sayı ve sayı çözünürlüğünü üstüst etmek. Deneyler, izole edilmiş bileşen kayıtlarının alıntılanması yerine, ambalaj yoluyla kaynaktan toplam iletimi ölçer. Büyük devreler, düşük çözünürlükli elektronik ve zaman zamanlanmış veri analizine, müdahale görünürlüğü ve hesapları ayırt edilebilirlik ve sürüklenme için ihtiyaç duyar.

Anahtar fikirler

• spektrumda fark edilemezlik, varış zamanı ve kutuplaşma yüksek olasılık kuantum müdahalesi için önemlidir.
• Foton kaybı, sıradan bir intenuation olarak tedavi edilmesi ve düzeltilmesi gereken bir hatadır.
• Scalability kaynaklara, geçiş, interferometrik stabiliteye, detelizlere ve paketlemeye bağlı olarak bir bütünleşik sistem olarak bağlıdır.

Mevcut araştırma sınırları

Sınır, normal kuantum yayıcıları, düşük parlaklık silikon veya bileşik-semik fotonikleri, hızlı anahtarları ve krigen kontrolü birleştirir. Fusion tabanlı sistemler daha küçük betonlanmış bileşenlerden büyük kaynak eyaletleri inşa eder ve grafik devlet yapısı aracılığıyla başarısız olasılıksal operasyonları tolere eder. Boson-sampling cihazlar özel dağıtımları icat ederken, hata-tolerant yol haritaları evrensel mantıksal kapıları hedef alıyor. Açık sorular, en kaynak verimli kayıp kodu, dissimilar malzemeler arasında manufacturable darbeleme ve son fotonik sistemler milyonlarca modda kaynak üniforması ve besleme- performansını koruyabilecek.

Neden önemli?

Optik platformlar sistemin bazı bölgelerinde oda sıcaklığında çalışabilir ve mevcut iletişim altyapısı üzerinde işlemciler bağlanabilir. kuantum ağlarını, güvenli iletişim, örnekleme deneyleri ve potansiyel hata-tolerant hesaplamaları foton kaybına uygun mimarilerle destekliyorlar.

Limitler ve açık sorular

Probabilistic nesli, darbe kaybı, demleme ve optik sürüklenme bileşikleri hızla devreler büyüdükçe büyür. Hata destekli makineler büyük beton kaynakları ve hızlı beslemeli kaynakları gerektirir. Avantaj talepleri açıkça tanımlanmış bir görev ve klasik temelliğe bağlıdır, pratik sistemler de krigen dedektörleri, düşük parlaklık geçiş ve manufacturable fotonikleri entegre etmelidir.