基于傅里叶光学的量子路径计算理论及其在量子优越性、神经网络与非线性薛定谔方程中的未来应用
量子物理
2020-07-13 v3 光学
摘要
可扩展性、纠错与实际问题求解是量子计算（QC）的重要挑战，量子优越性（QS）实验更凸显了这一点。近期作为一种非常规设计提出的量子路径计算（QPC）面向基于线性光学的 QC（LOQC），旨在实现可扩展性与实际问题求解。它通过对经典粒子源在多平面衍射（MPD）中获得的呈指数增长的传播路径干涉的强度进行采样。QPC 利用基于 MPD 的路径量子时间关联以及在不同时间瞬间自由纠缠的投影，首次使用经典光源与强度测量，而无需光子相互作用或单光子源与接收器。本文中，光子 QPC 被定义、理论建模并数值分析，适用于任意傅里叶光学或二次相位装置，同时利用高斯与厄米-高斯源激光模式。已包含黎曼 theta 函数部分和的问题求解能力得到扩展。本文讨论了重要未来应用、实现挑战与开放问题，如决定 QC 能力范围的通用计算与量子电路实现。应用包括达到超过 条费曼路径的 QS 实验、量子神经元实现以及非线性薛定谔方程的求解。
引用
@article{arxiv.1908.02274,
title = {Theory of Quantum Path Computing with Fourier Optics and Future Applications for Quantum Supremacy, Neural Networks and Nonlinear Schr\"odinger Equations},
author = {Burhan Gulbahar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1908.02274},
year = {2020}
}
备注
This is the author accepted copy of the original article published and fully edited in https://www.nature.com/articles/s41598-020-67364-0