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设计光子轨道角动量任意量子态的自动化平台方案
实验参数被自适应地优化以产生目标状态
荣誉:阿莱西娅·苏拉诺、达尼洛·齐亚和尼科洛·斯帕尼奥洛
在量子信息协议中采用高维量子态能够在从安全量子通信到容错量子计算的应用中实现更好的性能
开发能够设计任意高维量子态的通用协议将是一项重大成就
为此，已经提出并发展了若干战略和平台
量子行走(QW)动力学已经被证明允许开发通用的、独立于平台的国家工程协议
然而，噪声的不可避免的存在，以及实验设备特性的不完善，降低了状态产生的整体质量
为了克服这些限制，来自罗马萨皮恩扎大学、贝尔法斯特女王大学和巴勒莫大学的一组研究人员演示了自适应优化协议的使用，该协议可以设计任意的高维状态，正如《高级光子学》中所报道的那样
在完全黑盒的情况下，该协议仅依赖于生产状态和目标状态之间的测量一致性来调整相关的实验参数，而不需要描述生成设置
作者用经典光和单光子的轨道角动量对所提出的协议进行了实验验证
OAM是与其空间和相位轮廓相关的电磁场的自由度
由于OAM是一个无限维的自由度，它适用于编码任意的高维量子态
作者使用基于OAM中量子行走动力学和偏振自由度的状态生成平台实验性地实现了该协议
通过调节作用于偏振态的算子的参数，可以设计出编码在OAM空间中的任意walker态
然后，所提出的优化算法对驱动动力学的实验参数进行在线调整，以获得期望的结果
工程协议的概念方案
a)优化算法调整参数以优化任意目标步行器状态的工程性能
b)算法迭代期间的OAM模式修改
在第一次迭代中，波束形状是完全随机的，在演化过程中，它会不断改进，直到几乎与目标状态完全一致
信用:Suprano等人
，doi 10
1117/1
美国联合通讯社(Associated Press)
三
六
066002
对于几个四维目标OAM状态，优化协议在实验噪声条件下表现良好
最后，研究小组通过引入时变噪声作为参数值的外部扰动来研究协议的适应性
在引入这些外部扰动后，协议找到了新的最优解
所提出的协议适用于各种各样的环境，甚至在存在干扰的情况下，而不需要显著的微调
罗马萨皮恩扎大学物理系量子信息实验室负责人、资深作者法比奥·西阿里诺说:“所提出的动态学习协议将有益于几项量子信息任务，这些任务需要在噪声条件下找到实验参数的最佳值
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