Optická sestava pro simulaci libovolné jednoqubitové transformace

Bc. Jiří HŮSEK

Diplomová práce

Optical setup for simulation of any one-qubit transformation

Anotace:

Tato práce se věnuje základům kvantové informace a nehermitovských operátorů se zaměřením na PT-symetrii. Teoretická část je shrnutím poznatků z oblasti PT-symetrické teorie s porovnáním s již konvenčně používanou nehermitovskou teorií. Praktická část se věnuje simulaci unitární a neunitární transformace qubitu zakódovaného do polarizace na softwarově ovládané optické soustavě. Virtuální simulace obecné dvouqubitové unitární transformace na navržené optické soustavě proběhla s jistými odchylkami od požadované přesnosti. Experimentální demonstrace jednoqubitové transformace optickou soustavou, která představovala subsystém z dvouqubitové aparatury, byla úspěšně provedena pouze pro unitární proces. Výsledky získané experimentální demonstrací neunitární procesu nesouhlasí s výsledky virtuální simulace.

Abstract:

This thesis deals with the basics of quantum information and non-Hermitian operators with a focus on PT-symmetry. The theoretical part is a summary of knowledge from the field of PT-symmetric theory with a comparison with the already conventionally used non-Hermitian theory. The practical part is devoted to the simulation of unitary and non-uninitary transformation of a qubit encoded into polarization on a software-controlled optical system. Virtual simulation of a general two-qubit unitary transformation on the proposed optical system was carried out with certain deviations from the required accuracy. The experimental demonstration of single-qubit transformation by an optical system, which represented a subsystem from a two-qubit apparatus, was successfully performed only for a unitary process. The results obtained by the experimental demonstration of the non-uninitary process do not agree with the results of the virtual simulation.

Klíčová slova

PT-symetrie, hamiltonián, lineární optika

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 19. 5. 2022

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Mgr. Antonín Černoch, Ph.D.

UNIVERZITA PALACKÉHO V OLOMOUCI

Přírodovědecká fakulta

Magisterský studijní program / obor:
Aplikovaná fyzika / Aplikovaná fyzika