基于非对称势井散射的全光 Toffoli 门经典仿真
量子物理
2025-06-26 v2
摘要
我们提出并数值模拟一种基于空间脉冲通过非对称 Pöschl-Teller势井散射的全光 Toffoli (受控-受控-非) 门。在此方案中，目标位的逻辑状态编码在两个可区分脉冲分量的相对空间排序中，而控制位由外部势井的存在与否表示。我们求解描述脉冲动力学的非线性 Schrödinger 方程，并系统扫描脉冲�幅和速度，分析反射系数和透射系数，以识别 Toffoli 门行为的运行条件。我们的结果表明，引入势井的非对称性显然扩宽了相对于对称配置的运行参数窗口。我们还研究了不同程度的非对称性和脉冲振幅对门性能的影响。此外，我们检查了弱相互耦合的影响，确认其对门的运行并非必需。这些发现概括了早期基于脉冲的 CNOT 仿真，支持在非线性光系统中对多量子位逻辑门进行经典类比建模的更广泛可行性。
引用
@article{arxiv.2506.06883,
title = {Classical Simulation of an All-Optical Toffoli Gate using Soliton Scattering through Asymmetric Potential Wells},
author = {Melih Özkurt and Özgür E. Müstecaplıoğlu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2506.06883},
year = {2025}
}