.Flying Qudits: Unlocking New Dimensions of Quantum Communication

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.Flying Qudits: Unlocking New Dimensions of Quantum Communication

Flying Qudits: 양자 통신의 새로운 차원을 열어주다

주제:중국과학원양자정보과학큐비트통신 Light PUBLISHING CENTER, CHANGCHUN INSTITUTE OF OPTICS 2024년 7월 7일 플라잉 콰디트 생성 및 조작을 위한 통합 광자 회로 그림 1. 통합 광자 회로에 의해 조작되는 신호 광자는 주황색 구체 세트로 표현되는 4D qudit을 생성합니다. 한편, 파란색 구체로 표현되는 유휴 광자는 신호 광자의 원격 제어 장치 역할을 합니다. 출처: Haoqi Zhao, Yichi Zhang, Zihe Gao, Jieun Yim, Shuang Wu, Natalia M. Litchinitser, Li Ge, Liang Feng, 편집

연구자들은 큐디트라고 불리는 빛 입자를 사용하여 양자 정보 전송을 위한 획기적인 방법을 개발했습니다. 큐디트는 공간 모드와 편광 속성을 활용하여 더 빠르고 안전한 데이터 전송과 오류에 대한 저항성을 강화합니다. 이 기술은 양자 인터넷의 성능을 크게 향상시켜 장거리의 안전한 통신을 제공하고, 강력한 양자 컴퓨터와 깨지지 않는 암호화의 개발로 이어질 수 있습니다.

과학자들은 qudit이라고 불리는 빛의 입자를 사용하여 양자 정보를 전송하는 새로운 방법을 만드는 데 있어 중요한 돌파구를 마련했습니다. 이 qudit은 안전하고 강력한 미래의 양자 인터넷을 약속합니다. 전통적으로 양자 정보는 큐비트에 인코딩되며, 큐비트는 0, 1 또는 둘 다 동시에 존재할 수 있습니다(중첩). 이러한 특성으로 인해 복잡한 계산에는 이상적이지만 통신에서 전달할 수 있는 데이터 양이 제한됩니다. 반대로 큐비트는 더 높은 차원에서 정보를 인코딩하여 한 번에 더 많은 데이터를 전송할 수 있습니다.

큐비트 대 큐디트

큐비트와 큐디트는 모두 양자 정보의 단위이지만, 주로 정보를 보관하는 용량이 다릅니다. 양자 컴퓨팅 에 사용되는 기본 단위인 큐비트는 양자 중첩으로 인해 두 가지 상태로 동시에 존재할 수 있으며, 일반적으로 고전적 컴퓨팅의 비트와 같이 0과 1로 표현됩니다. 이를 통해 고전적 비트보다 복잡한 계산을 더 효율적으로 수행할 수 있습니다. 반면, 큐디트는 큐비트의 일반화이며 d > 2인 d 상태에서 동시에 존재할 수 있습니다.

이러한 더 높은 차원성으로 인해 큐디트는 큐비트보다 더 많은 정보를 보유할 수 있으며, 이는 더 적은 큐디트로 여러 큐비트가 필요한 작업을 수행할 수 있으므로 양자 시스템에서 더 효율적인 데이터 처리 및 통신으로 이어질 수 있으며, 이는 양자 알고리즘의 효율성을 높이고 복잡성을 줄입니다. 고급 Qudit을 위한 조명 속성 활용 새로운 기술은 빛의 두 가지 속성인 공간 모드와 편광을 활용하여 4차원 퀴디트를 생성합니다.

이러한 퀴디트는 정밀한 조작을 가능하게 하는 특수 칩에 구축됩니다. 이 조작은 기존 방법에 비해 더 빠른 데이터 전송 속도와 오류에 대한 저항력 증가로 이어집니다. 이 접근 방식의 주요 장점 중 하나는 qudit이 장거리에서도 양자 속성을 유지할 수 있는 능력입니다. 이는 데이터가 무결성을 잃지 않고 광대한 거리를 이동해야 하는 위성 기반 양자 통신과 같은 애플리케이션에 완벽합니다.

신호 광자의 상태 조작 및 정보 인코딩 그림 2. (a) 실험적으로 검색된(위쪽 행) 및 이론적으로 예측된(아래쪽 행) 두 개의 선택된 양자 상태의 밀도 행렬. (b) 이론적으로(왼쪽 패널) 및 실험적으로 검색된(오른쪽 패널) 검출 확률 행렬. 출처: Haoqi Zhao, Yichi Zhang, Zihe Gao, Jieun Yim, Shuang Wu, Natalia M. Litchinitser, Li Ge 및 Liang Feng

양자 얽힘의 메커니즘 이 과정은 두 개의 광자를 사용하여 특수한 얽힌 상태를 생성하는 것으로 시작합니다. 얽힘은 두 입자가 연결되어 물리적 분리와 관계없이 동일한 운명을 공유하는 현상입니다. 이 경우, 한 광자 (신호 광자)가 칩에서 조작되어 공간 모드와 편광을 사용하여 4D qudit을 생성합니다. 다른 광자(유휴 광자)는 변경되지 않고 신호 광자의 원격 제어 장치 역할을 합니다(그림 1).

과학자들은 유휴 광자를 조작하여 신호 광자의 상태를 제어하고 여기에 정보를 인코딩할 수 있습니다(그림 2). 양자 Qudit 기술의 미래 잠재력 이 새로운 방법은 양자 통신 분야에 혁명을 일으킬 잠재력이 있습니다. 장거리에서 방대한 양의 데이터를 안전하게 전송할 수 있는 고속 양자 인터넷의 길을 열어줍니다. 또한, 깨지지 않는 암호화 프로토콜의 개발로 이어질 수 있으며, 기존 컴퓨터로는 해결할 수 없는 문제를 해결할 수 있는 강력한 양자 컴퓨터의 생성에 기여할 수 있습니다. 연구자들은 현재 qudit의 정확도를 개선 하고 더 높은 차원을 처리하기 위해 기술을 확장하는 데 주력하고 있습니다. 그들은 이 접근 방식이 양자 통신에 혁명을 일으킬 잠재력이 있다고 믿습니다.

참고문헌: Haoqi Zhao, Yichi Zhang, Zihe Gao, Jieun Yim, Shuang Wu, Natalia M. Litchinitser, Li Ge 및 Liang Feng의 "고차원 비행 구조 광자의 통합 준비 및 조작", 2024년 6월 29일, eLight . DOI: 10.1186/s43593-024-00066-6

https://scitechdaily.com/flying-qudits-unlocking-new-dimensions-of-quantum-communication/

mssoms 메모 2407090210

양자 컴퓨터에 큐디트 단위는 생소하다. 큐비트보다 많은 양의 데이타를 전송하는 빛의 입자이라 정의한다. 그것은 나에게 'zsp로도 볼 수 있다'는 생각을 하게 된다. msbase의 값들이 모두 zsp이다. 이를 생각해낸 것은 1주일도 채 안지난듯..

소스1.편집
과학자들은 qudit이라고 불리는 빛의 입자를 사용하여 양자 정보를 전송하는 새로운 방법을 만드는 데 있어 중요한 돌파구를 마련했다. 이 qudit은 안전하고 강력한 미래의 양자 인터넷을 약속한다.

전통적으로 양자 정보는 큐비트에 인코딩되며, 큐비트는 0, 1 또는 둘 다 동시에 존재할 수 있다(중첩). 이러한 특성으로 인해 복잡한 계산에는 이상적이지만 통신에서 전달할 수 있는 데이터 양이 제한된다. 반대로 큐비트는 더 높은 차원에서 정보를 인코딩하여 한 번에 더 많은 데이터를 전송할 수 있다.

큐비트와 큐디트는 모두 양자 정보의 단위이지만, 주로 정보를 보관하는 용량이 다르다. 양자 컴퓨팅 에 사용되는 기본 단위인 큐비트는 양자 중첩으로 인해 두 가지 상태로 동시에 존재할 수 있으며, 일반적으로 고전적 컴퓨팅의 비트와 같이 0과 1로 표현됩니다. 이를 통해 고전적 비트보다 복잡한 계산을 더 효율적으로 수행할 수 있다.

반면, 큐디트는 큐비트의 일반화이며 d > 2인 d 상태에서 동시에 존재할 수 있다. 이러한 더 높은 차원성으로 인해 큐디트는 큐비트보다 더 많은 정보를 보유할 수 있으며, 이는 더 적은 큐디트로 여러 큐비트가 필요한 작업을 수행할 수 있으므로 양자 시스템에서 더 효율적인 데이터 처리 및 통신으로 이어질 수 있으며, 이는 양자 알고리즘의 효율성을 높이고 복잡성을 줄인다.

1.
msbase을 전에는 그동안 우주의 시공간에 존재하는 모든 개체들의 질량값이나 접힘이 있는 단백질의 순서수의 패턴 정도로 생각하다가, 최근에는 물리적으로 감마선에서 전파에 이르는 전자기파로 생각했다. 이제는 zsp값이 더 좋은 표현같다. 그리고 큐디트 정보량 단위? 어허.

큐디트는 큐비트의 일반화이며 d > 2인 d 상태에서 동시에 존재할 수 있다? d > 2인 d 상태는 *qms이다. 두개 이상의 배열이 하나의 입자를 만들어낸다. 마치 두개의 선이 만나 생긴 점과 유사하다.

*qms는 quasi_ms이다.

sample qms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001

mssoms note 2407090210

The Qdit unit is unfamiliar to quantum computers. It is defined as a particle of light that transmits a larger amount of data than a qubit. It makes me think, 'You can see it in zsp too.' All msbase values ​​are zsp. I came up with this less than a week ago...

Source 1. Edit
Scientists have made a major breakthrough in creating a new way to transmit quantum information using particles of light called qudits. This qudit promises a secure and robust quantum internet of the future.

Traditionally, quantum information is encoded in qubits, which can be 0, 1, or both simultaneously (superposition). These characteristics make them ideal for complex calculations, but limit the amount of data that can be conveyed in communications. Conversely, qubits encode information in higher dimensions, allowing more data to be transmitted at once.

Both qubits and qudits are units of quantum information, but they mainly differ in their capacity to store information. Qubits, the basic units used in quantum computing, can exist in two states simultaneously due to quantum superposition, and are usually expressed as 0 and 1, like bits in classical computing. This allows complex calculations to be performed more efficiently than classical bits.

On the other hand, a qudit is a generalization of a qubit and can exist simultaneously in d states where d > 2. This higher dimensionality allows qudits to hold more information than qubits, which could lead to more efficient data processing and communication in quantum systems as fewer qudits can perform tasks that require multiple qubits. This increases the efficiency of quantum algorithms and reduces complexity.

One.
Previously, msbase was thought of as a pattern of the mass values ​​of all entities existing in the space and time of the universe or the order number of folded proteins, but recently, it was thought of as electromagnetic waves physically ranging from gamma rays to radio waves. Now, zsp value seems to be a better expression. And Qdit information quantity unit? Uh huh.

A qudit is a generalization of a qubit and can exist simultaneously in d states with d > 2? The d state with d > 2 is *qms. The arrangement of two or more particles creates one particle. It is similar to a point formed when two lines meet.

*qms is quasi_ms.

sample qms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001