东京大学:开发光子处理器:量子通信、传感、成像

东京大学:开发光子处理器:量子通信、传感、成像

-实现“终极大型光子计算机”-

东京大学:

11月13日,在利用光的量子计算机的研究中,

单一和不同类型的计算,
可以进行多步计算,
宣布成功开发通用计算电路“光子处理器”。

量子计算机:

某些计算可以比当前的超级计算机执行得更快。

世界各地正在开发各种类型的计算机。

光学方法的优越性:

这一次,研究团队研究了一种利用光的方法。

与其他方法不同,它可以在常温气氛中操作。
与使用光的量子通信具有良好的兼容性。
它具有高速计算和高时钟等优势。
传统光子计算机的缺点:

多次计算需要大量的电路。

有一个缺点是计算机电路变大。

光子处理器的发展:

放置一个通用计算电路并一遍又一遍地循环。

可以用最小的电路进行高效的计算。

2017年发明了“终极大规模光子计算机”方法。

这项研究:

在不改变电路的情况下
一个通用的计算电路成为可能,
成功开发光子处理器。

应用于光子技术:

可重复多步计算的扩展性和
它具有改变计算类型所需的多功能性,
可以使用一个光子处理器执行通用操作。

这有助于最终实现大规模光子计算机。

量子通信和

量子传感,

量子成像等

有望应用于光子技术。

–IT媒体

https://www.itmedia.co.jp/news/articles/2111/15/news114.html

开发了一种多功能光子处理器,可以在任意数量的步骤中执行各种计算 日本东京大学科学技术振兴机构 (JST)

https://www.jst.go.jp/pr/announce/20211113/index.html

Programmable and sequential Gaussian gates in a loop-based single-mode photonic quantum processor

Abstract

A quantum processor to import, process, and export optical quantum states

is a common core technology enabling various photonic quantum information processing.

However,
there has been no photonic processor that is simultaneously universal, scalable, and programmable.

Here,
we report on an original loop-based single-mode versatile photonic quantum processor that is designed to be universal, scalable, and programmable.

Our processor can perform arbitrarily many steps of programmable quantum operations

on a given single-mode optical quantum state by time-domain processing in a dynamically controlled loop-based optical circuit.

We use this processor
to demonstrate programmable single-mode Gaussian gates and multistep squeezing gates.

In addition,
we prove that the processor can perform universal quantum operations by injecting appropriate ancillary states and also be straightforwardly extended to a multimode processor.

These results show that
our processor is programmable, scalable, and potentially universal, leading to be suitable for general-purpose applications.

https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abj6624