合成时间维度中光学模式的硬件高效通用线性变换

光子信息处理的最新进展激发了对可扩展和可重构光子电路的强烈需求。传统的空间网格化多端口干涉仪所需的组件数量随系统规模呈二次方增长，这构成了一个根本性的扩展挑战。在此，我们引入了一种硬件高效的合成时域光子处理器，该处理器在实现任意线性变换时，硬件组件数量至少实现了指数级减少。该处理器的动态连接性允许系统化剪枝，从而在保持全对全连接的同时最大限度地减少光学损耗。我们在增强贝尔态测量任务上对我们的架构进行了基准测试——这是线性光学量子计算的关键协议——并证明其在现实硬件约束下超过了通用簇态量子计算的阈值。我们将器件性能与多光子传输的几何结构联系起来，表明来自冗余、非理想硬件的局域化效应可能增强对相干错误的鲁棒性。我们的设计为在合成时间维度上实现近期、可扩展和可重构的光子处理器建立了一条实用途径。