Speaker
Description
Przedstawiamy teoretyczną propozycję memrystora kwantowego działającego na poziomie pojedynczych fotonów, implementującego zachowanie memrystywne, włączając charakterystyczne pętle histerezy, w kwantowym układzie optycznym poprzez sprzężenie zwrotne oparte na pomiarach stanów polaryzacji fotonów [1]. Analogicznie do klasycznych memrystorów, gdzie rezystancja zależy od historii elektrycznej układu, nasze urządzenie kwantowe przekształca wejściowe stany fotonów zgodnie z |ψout(t)⟩ = Û(θ(t))|ψin(t)⟩, gdzie operator unitarny Û(θ) ewoluuje na podstawie wyników pomiarów poprzednich fotonów, wykazując efekty pamięci zależne od ścieżki [2]. W przeciwieństwie do klasycznych memrystorów opierających się na właściwościach materiałowych, nasze teoretyczne urządzenie osiąga efekty pamięci poprzez pomiary kwantowe i szybkie sprzężenie zwrotne, z dynamiką charakteryzowaną przez dθ/dt = ηN(t)+γ(θ₀−θ), gdzie η jest siłą sprzężenia zwrotnego, N(t) reprezentuje zdarzenia detekcji, a γ jest współczynnikiem relaksacji. Model teoretyczny przewiduje wysoką wierność stanów przy jednoczesnym działaniu w warunkach ograniczeń czasowych, gdzie procesy sprzężenia zwrotnego muszą być zakończone w czasie koherencji fotonu (∼μs). Nasza propozycja dostarcza wglądu w implementację kwantowych układów memrystywnych odmiennie niż w [3] oraz z zastosowaniami w fotonicznych obliczaniach kwantowych, adaptacyjnych sensorach kwantowych i neuromorficznych urządzeniach kwantowych.
Bibliografia
[1] K. Lemr et al., Experimental Implementation of Optimal Linear-Optical Controlled-Unitary Gates, Phys. Rev. Lett., 114, 153602, (2015).
[2] J. Salmilehto et al., Quantum memristors with superconducting circuits, Sci. Rep. 7, 42044 (2017).
[3] M. Spagnolo et al., Experimental photonic quantum memristor, Nature Physics 18, 1056 (2022).
