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arXiv 2011.15048quant-phmath-phmath.MP
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利用线性光学实现幺正量子算子的最优逼近

Optimal approximation to unitary quantum operators with linear optics

Juan Carlos Garcia-Escartin, Vicent Gimeno, Julio José Moyano-Fernández

AI总结:

针对线性光学系统无法实现全部量子操作的问题,本文基于微分几何Toponogov定理提出迭代方法,可生成作用于n光子m模式、能由线性光学实现的局部最优且收敛的逼近算子,且该算子可转化为实验装置。

摘要:

作用于光子数态的线性光学系统能产生许多有趣的演化,但无法实现输入态上所有被允许的量子操作。我们借助微分几何中的Toponogov定理,提出了一种迭代方法:对于作用在m个模式中n个光子上的任意量子算子$U$,该方法都能返回一个可通过线性光学实现的算子$\tilde{U}$。该逼近方法具备局部最优性且收敛。借助已有研究成果,所得到的算子$\tilde{U}$可转化为实验光学装置。

英文摘要:

Linear optical systems acting on photon number states produce many interesting evolutions, but cannot give all the allowed quantum operations on the input state. Using Toponogov's theorem from differential geometry, we propose an iterative method that, for any arbitrary quantum operator $U$ acting on $n$ photons in $m$ modes, returns an operator $\widetilde{U}$ which can be implemented with linear optics. The approximation method is locally optimal and converges. The resulting operator $\widetilde{U}$ can be translated into an experimental optical setup using previous results.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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