研究进展：合成时域光子晶格-量子行走 | Nature Photonics

主要观点总结

本文介绍了基于可控合成时域光子晶格的量子态处理研究。研究者提出了一种可扩展的量子处理器，通过在耦合光纤环系统上实现合成时域光子晶格上的时间箱纠缠光子对的离散时间量子行走。该研究有助于高效的量子信息处理，包括量子相位估计、玻色子采样等。

关键观点总结

关键观点1: 量子行走在量子测量、模拟和通用计算中的应用

光子平台上的量子行走为量子测量、模拟和通用计算提供了丰富的物理框架。动态可重构性是控制行走和恢复全部操作潜力的关键。

关键观点2: 基于门控光纤环的通用量子处理方案的问题

目前提出的通用量子处理方案存在门控效率低的问题，尚未得以证明。

关键观点3: 新型量子处理器方案的出现

德国耶拿大学和加拿大魁北克大学的研究人员在Nature Photonics上发文，提出了一种基于耦合光纤环系统的可扩展量子处理器，实现了合成时域光子晶格上的时间箱纠缠光子对的离散时间量子行走。

关键观点4: 该研究的意义和潜在应用

该研究优化了路径以进行量子态操作，并表明时间合成维度有助于高效的量子信息处理，包括量子相位估计、玻色子采样等。此外，该研究为实现成本效益高、可扩展和鲁棒的光纤装置中，高维量子系统的物质拓扑相提供了可能。

文章预览

光子平台上的量子行走Quantum walks ，为量子测量、模拟和通用计算提供了丰富的物理框架。光子电路的动态可重构性是控制行走和恢复全部操作潜力的关键。目前已经提出了基于门控光纤环中的时间单元编码的通用量子处理方案，但尚未得以证明，这主要是因为门控的低效率。 今日，德国 耶拿大学（Friedrich-Schiller-University）Monika Monika, Ulf Peschel等，加拿大魁北克大学：国立科学研究院（Institut national de la recherche scientifique，INRS）Farzam Nosrati，Roberto Morandotti等，在Nature Photonics上发文，提出了一种可扩展的量子处理器，基于在耦合光纤环系统上，实现了合成时域光子晶格 synthetic temporal photonic lattices上的时间箱纠缠光子对的离散时间量子行走。 利用这一方案，路径优化了量子态操作，包括产生两级和四级时间仓纠缠以及相应的双光子干涉。可编程时间光 ………………………………