La óptica cuántica. La óptica lineal universal es una óptica lineal universal.

Área de la Ciencia:

• La óptica cuántica es una óptica cuántica.
• Circuitos integrados fotónicos.

Sus antecedentes:

• La óptica lineal es crucial para las pruebas de mecánica cuántica y las tecnologías cuánticas.
• La implementación de diversos protocolos ópticos a menudo requiere hardware especializado y no reprogramable.

Objetivo del estudio:

• Demostrar un chip fotónico único, universal y reprogramable para todos los protocolos ópticos lineales.
• Para permitir el control y la medición arbitrarios para experimentos multifotónicos.

Principales métodos:

• Integró un circuito óptico universal de seis modos utilizando 15 interferómetros Mach-Zehnder y 30 cambiadores de fase termoópticos en un solo chip.
• Desarrolló interfaces eléctricas y ópticas para el control arbitrario del cambio de fase, la entrada de múltiples fotones y la detección de un solo fotón.
• Programó el sistema para ejecutar puertas de lógica cuántica, muestreo de bosones y complejas transformaciones de Hadamard.

Principales resultados:

• Implementó con éxito la anunciada lógica cuántica y puertas entrelazadas.
• Se realizó un muestreo de bosones con pruebas de verificación.
• Ejecutado Hadamards complejo de seis dimensiones y 100 Haar unitarios aleatorios con alta fidelidad promedio (0,999 ± 0,001).

Conclusiones:

• El chip fotónico reprogramable demostrado sirve como una plataforma universal para protocolos ópticos lineales.
• Este sistema facilita la implementación rápida de experimentos cuánticos complejos, avanzando la ciencia fundamental y las tecnologías cuánticas.