在波导阵列中实现可忽略退相干的量子行走

量子随机行走是经典随机行走的量子对应物，最近已在量子计算的背景下得到研究。量子随机行走者受自干涉影响，表现出与经典随机行走截然不同的行为，例如弹道式传播或因无序导致的局域化。量子行走的物理实现仅在非常小规模的系统中完成，且严重受限于退相干。本文表明，近年来被广泛研究的光子在波导阵列中的传播本质上就是量子行走的实现。由于波导阵列易于大规模构建且表现出可忽略的退相干，它们可作为研究量子行走和量子算法的理想且通用的实验平台。我们在大型系统（约 100 个站点）中实验观测到了量子行走，并确认了理论上研究过的量子行走效应，包括弹道式传播、无序效应以及边界相关效应。