Soubor:OAM qubit.svg

Obsah stránky není podporován v jiných jazycích.
Z Wikipedie, otevřené encyklopedie

Původní soubor(soubor SVG, nominální rozměr: 2 513 × 890 pixelů, velikost souboru: 324 KB)

Popis

Popis
English: A qubit is a two-dimensional quantum system, which can be implemented in many ways. When an orbital angular momentum (OAM) of single photons is employed, one chooses two different OAM modes and all their superpositions to get a qubit. In the figure, the two OAM modes are +1 and -1 and all three mutually unbiased bases are shown. The intensity profiles of the photon's wavefunction are shown in the first row, the phase profiles in the second row.
Čeština: Qubit je dvourozměrný kvantový systém, který lze implementovat mnoha způsoby. Pokud se použije orbitální moment hybnosti (OAM) jednotlivých fotonů, stačí pro vytvoření qubitu zvolit dva OAM módy a všechny jejich superpozice. Na obrázku jsou zvoleny módy +1 a -1 a vyobrazeny jsou všechny "vzájemně nestranné báze". Profily intenzity vlnové funkce fotonu jsou zobrazeny v prvním řádku, odpovídající profily fáze pak v řádku druhém.
Datum
Zdroj Vlastní dílo
Autor JozumBjada

Licence

Já, držitel autorských práv k tomuto dílu, ho tímto zveřejňuji za podmínek následující licence:
w:cs:Creative Commons
uveďte autora zachovejte licenci
Dílo smíte:
  • šířit – kopírovat, distribuovat a sdělovat veřejnosti
  • upravovat – pozměňovat, doplňovat, využívat celé nebo částečně v jiných dílech
Za těchto podmínek:
  • uveďte autora – Máte povinnost uvést autorství, poskytnout odkaz na licenci a uvést, pokud jste provedli změny. Toho můžete docílit jakýmkoli rozumným způsobem, avšak ne způsobem naznačujícím, že by poskytovatel licence schvaloval nebo podporoval vás nebo vaše užití díla.
  • zachovejte licenci – Pokud tento materiál jakkoliv upravíte, přepracujete nebo použijete ve svém díle, musíte své příspěvky šířit pod stejnou nebo slučitelnou licencí jako originál.

Source code

This figure was created using Wolfram language 12.0.0 for Microsoft Windows (64-bit) (April 6, 2019). The source code follows.

(* ::Package:: *)

(* ::Section:: *)
(*Superpositions*)


(* ::Subsection:: *)
(*Routines*)


(* ::Input::Initialization:: *)
beamLG[k_][\[Rho]_,\[Phi]_]:=Sqrt[2/(\[Pi] Abs[k]!)](Sqrt[2]\[Rho])^Abs[k]Exp[-\[Rho]^2]Exp[-I k \[Phi]]


(* ::Input::Initialization:: *)
colOpts={PlotRange->All,ImageSize->{Automatic,300},Exclusions->(#1<0&&#2==0&),MaxRecursion->Automatic,PlotRangePadding->None,Frame->False};


(* ::Input::Initialization:: *)
plotSuperpositionMagn[coefsi_,modes_,plotPoints_:50,circ_:False]:=Module[{plotlim=3.5,fun,x,y,coefs=Normalize[coefsi]},
fun=Total@MapThread[#1 beamLG[#2][Sqrt[x^2+y^2],ArcTan[y,x]]&,{coefs,modes}];
DensityPlot[Evaluate[Abs[fun]^2],{x,-plotlim,plotlim},{y,-plotlim,plotlim},
PlotPoints->plotPoints,ColorFunction->"SunsetColors",RegionFunction->If[circ,(#1^2+#2^2<=plotlim^2&),True],Evaluate[Sequence@@colOpts]]
]


(* ::Input::Initialization:: *)
plotSuperpositionPhas[coefsi_,modes_,plotPoints_:50,circ_:False]:=Module[{plotlim=3.5,fun,x,y,coefs=Normalize[coefsi],\[Rho],\[Phi]},
fun=Total@MapThread[#1 beamLG[#2][\[Rho],\[Phi]]&,{coefs,modes}];
fun=Mod[Arg[fun],2\[Pi]]/(2\[Pi])/.{\[Rho]->Sqrt[x^2+y^2],\[Phi]->ArcTan[y,x]};
DensityPlot[fun,{x,-plotlim,plotlim},{y,-plotlim,plotlim},
PlotPoints->plotPoints,ColorFunction->Hue,ColorFunctionScaling->False,RegionFunction->If[circ,(#1^2+#2^2<=plotlim^2&),True],Evaluate[Sequence@@colOpts]]
]


(* ::Input::Initialization:: *)
phaseLabel[ang_,pos_]:=Text[Style[ang,FontSize->35,FontFamily->"Times",Black],ImageScaled[pos]]
phaseGr[hue_,pol1_,pol2_,lab1_,lab2_]:=Graphics[{Hue[hue],Polygon[pol1],Hue[hue+1/2],Polygon[pol2],phaseLabel@@lab1,phaseLabel@@lab2},ImageSize->{Automatic,300},PlotRangePadding->None]


(* ::Input::Initialization:: *)
colorbarFun[colorfun_,{low_,mid_,high_},{minx_,maxx_},{miny_,maxy_},fontFamily_:"Times"]:=Module[{textoff=20,lineoff=50,fontSize=30,plot},
plot=DensityPlot[y+miny,{x,minx,maxx},{y,miny,maxy},ColorFunction->colorfun,Frame->False,PlotRangePadding->None];
plot=First@Cases[InputForm@plot,_GraphicsComplex,Infinity,1];
Graphics[{
Rectangle[{-2+minx,miny},{maxx+1,maxy}],
plot,
Line[{
{{-2+minx,miny},{lineoff+maxx,miny}},
{{-2+minx,maxy+1},{lineoff+maxx,maxy+1}},
{{-2+minx,0},{maxx+textoff/2,0}}
}],
Text[Style[low,FontFamily->fontFamily,FontSize->fontSize],{textoff+maxx,miny},{-1,-1}],
Text[Style[mid,FontFamily->fontFamily,FontSize->fontSize],{textoff+maxx,0},{-1,0}],
Text[Style[high,FontFamily->fontFamily,FontSize->fontSize],{textoff+maxx,maxy},{-1,1}]
},ImageSize->{Automatic,(maxy-miny)},PlotRangePadding->None]
]


(* ::Subsection:: *)
(*Qubit case*)


(* ::Input:: *)
(*colorBarMagn=colorbarFun["SunsetColors",{0,0.5,1},{0,35},{-150,150}];*)
(*(*colorBarPhas=colorbarFun[Hue,{Style[0,FontFamily\[Rule]"Times"],\[Pi],Row[{Style[2,FontFamily\[Rule]"Times"],"\[Pi]"}]},{0,35},{-150,150},Automatic];*)*)
(*colorBarPhas=colorbarFun[Hue,{0,\[Pi],2\[Pi]},{0,35},{-150,150}];*)


(* ::Input:: *)
(*kets={Row[{Ket[1],Spacer[{0,40,17}]}],Row[{Ket[-1],Spacer[{0,40,17}]}],Row[{1/Sqrt[2],"(",Ket[1],"\[ThinSpace]+\[ThinSpace]",Ket[-1],")"}],Row[{1/Sqrt[2],"(",Ket[1],"\[ThinSpace]-\[ThinSpace]",Ket[-1],")"}],Row[{1/Sqrt[2],"(",Ket[1],"\[ThinSpace]+\[ThinSpace]\[ImaginaryI]\[ThinSpace]", Ket[-1],")"}],Row[{1/Sqrt[2],"(",Ket[1],"\[ThinSpace]-\[ThinSpace]\[ImaginaryI]\[ThinSpace]", Ket[-1],")"}]};*)
(*kets=Framed[Style[Row[{Ket["\[Psi]"]," = ",#}],30,FontFamily->"Times"],ImageSize->{300,100},Alignment->Center]&/@kets;*)


(* ::Input:: *)
(*pts ={{0,1},{-1,1},{-1,-1},{0,-1},{1,-1},{1,1}};*)
(*w = {1,.5, .5, 1, .5, .5};*)
(*k ={0, 0, 0, 1/4, 1/2, 1/2, 3/4, 1, 1};*)
(*arrow={Arrowheads[.1],Thickness[0.01],Arrow@BSplineCurve[RotationTransform[\[Pi]/4][pts], SplineDegree -> 2, SplineKnots -> k, SplineWeights -> w]};*)


(* ::Input:: *)
(*coefs={{1},{1},{1,1},{1,-1},{1,I},{1,-I}};*)
(*modes={{1},{-1},{1,-1},{1,-1},{1,-1},{1,-1}};*)
(*magns=MapThread[plotSuperpositionMagn[#1,#2]&,{coefs,modes}];*)
(*(*phases could also be created as MapThread[plotSuperpositionPhas[#1,#2]&,{coefs,modes}], but this approach results in plots with jagged edges*)*)
(*phases={*)
(*Show[plotSuperpositionPhas[{1},{1}],Epilog->arrow],*)
(*Show[plotSuperpositionPhas[{1},{-1}],Epilog->Scale[arrow,{-1,1}]],*)
(*phaseGr[0/8,{{0,.5},{1,.5},{1,1},{0,1}},{{0,0},{1,0},{1,.5},{0,.5}},{\[Pi],{.5,.25}},{0,{.5,.75}}],*)
(*phaseGr[2/8,{{0,0},{.5,0},{.5,1},{0,1}},{{.5,0},{1,0},{1,1},{.5,1}},{\[Pi]/2,{.25,.5}},{3\[Pi]/2,{.75,.5}}],*)
(*phaseGr[1/8,{{0,0},{1,1},{0,1}},{{0,0},{1,0},{1,1}},{\[Pi]/4,{.25,.75}},{5\[Pi]/4,{.75,.25}}],*)
(*phaseGr[3/8,{{0,0},{1,0},{0,1}},{{1,0},{1,1},{0,1}},{3\[Pi]/4,{.25,.25}},{7\[Pi]/4,{.75,.75}}]*)
(*};*)


(* ::Input:: *)
(*grid=Grid[{Append[kets,""],Append[magns,colorBarMagn],Append[phases,colorBarPhas]},Spacings->{{3->3,5->3},Automatic},Dividers->{{3->Directive[Black,Thick],5->Directive[Black,Thick]},False}]*)


(* ::Input:: *)
(*SetDirectory[NotebookDirectory[]]*)


(* ::Input:: *)
(*Export["gridQubit.png",grid,ImageResolution->200]*)
(*Export["gridQubit.svg",grid,ImageResolution->200]*)

Popisky

Qubit implementovaný pomocí orbitálního momentu hybnosti

Položky vyobrazené v tomto souboru

zobrazuje

Nějaká hodnota bez položky na Wikidatech

Historie souboru

Kliknutím na datum a čas se zobrazí tehdejší verze souboru.

Datum a časNáhledRozměryUživatelKomentář
současná9. 2. 2022, 17:52Náhled verze z 9. 2. 2022, 17:522 513 × 890 (324 KB)JozumBjadamodified horizontal spacing
10. 1. 2022, 22:10Náhled verze z 10. 1. 2022, 22:102 578 × 890 (324 KB)JozumBjadaCross-wiki upload from cs.wikipedia.org

Tento soubor používá následující stránka:

Metadata