KR20190079468A - Controlled-not gate receiving propagation orbital angular momentum - Google Patents
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Abstract
Description
이하의 실시예는 제어 반전 게이트에 관한 것이다.The following embodiment relates to a control inversion gate.
궤도각운동량은 양자화되는 특성을 갖기 때문에 양자통신의 상태 자유도를 무한히 늘일 수 있다. 이러한 기술적 특성은 양자 통신, 양자 컴퓨터, 양자 메모리 등에 응용할 수 있다. Circuit QED 분야에서 CNOT 게이트와 Hadamard 게이트는 기본 소자이다. 다시 말해, 양자 컴퓨터 기술 분야에서 제어 반전(CNOT, Controlled-NOT) 게이트 및 싱글 큐비트 게이트의 두 요소 기술로 어떠한 n개의 일체형 양자 연산을 구현할 수 있다. 즉, CNOT 게이트 및 단일 큐비트 기술은 멀티큐비트 시스템 응용을 위한 기술로서 양자 컴퓨터의 보편적 기술요소라 할 수 있다.Since the orbital angular momentum has a quantization characteristic, the degrees of freedom of quantum communication can be infinitely increased. Such a technical characteristic can be applied to quantum communication, a quantum computer, a quantum memory, and the like. In the field of circuit QED, CNOT gate and Hadamard gate are basic devices. In other words, in the field of quantum computer technology, any one of n integrated quantum operations can be implemented by the two element technology of control invert (CNOT, Controlled-NOT) gate and single qubit gate. In other words, CNOT gate and single qubit technology is a technology for multi-qubit system application and it is a universal technology element of quantum computer.
본 발명의 CNOT 게이트에 포함된 빔 스플리터는 궤도각운동량 모드(OAM, Orbital Angular Momentum)와 편파 모드(Polarization)를 중첩해서 갖는 신호를 두 개의 경로로 전달함에 있어서 선택적으로 전달하는 역할을 한다. 이때 CNOT 게이트에서, 50:50 빔 스플리터를 사용하는 경우, 광원에서 출력되어 빔 스플리터를 통과하는 광자들은 빔 스플리터의 복수의 출력부 각각에서 동일한 확률로 발견될 수 있다. 이때, 빔 스플리터의 분리비율은 조절될 수 있다. 본 발명의 CNOT 게이트에 포함된 빔 스플리터가 Vertical 또는 Horizontal Polarization에 따라 신호 경로를 분리할 수 있다면, CNOT 게이트의 타입은 P-CNOT 게이트일 수 있다. 또한, 본 발명의 CNOT 게이트에 포함된 빔 스플리터가 OAM 모드에 따라 신호 경로를 분리할 수 있다면, CNOT 게이트의 타입은 OAM-CNOT 게이트일 수 있다.The beam splitter included in the CNOT gate of the present invention selectively transmits a signal having overlapping Orbital Angular Momentum (OAM) and polarization mode (Polarization) to two paths. At this time, at the CNOT gate, when using a 50:50 beam splitter, the photons that are output from the light source and pass through the beam splitter can be found at the same probability in each of the plurality of outputs of the beam splitter. At this time, the separation ratio of the beam splitter can be adjusted. If the beam splitter included in the CNOT gate of the present invention is capable of separating the signal path according to vertical or horizontal polarization, the type of CNOT gate may be a P-CNOT gate. Also, if the beam splitter included in the CNOT gate of the present invention is capable of separating the signal path according to the OAM mode, the type of the CNOT gate may be an OAM-CNOT gate.
만약, 편파 빔 스플리터(polarizing beam splitter, PBS)를 사용하는 경우, 45°로 선형 편파된 광자들 각각은 편파 빔 스플리터를 지나면서, 수직 편파(Vertical polarization) 또는 수평 편파(Horizontal polarization)에 대해 발견될 확률이 동일할 수 있다. If a polarizing beam splitter (PBS) is used, each of the linearly polarized photons at 45 [deg.] Is passed through the polarization beam splitter, and is detected for vertical polarization or horizontal polarization The probability of becoming the same can be the same.
광원에서 출력되어 CNOT 게이트의 첫 번째 빔 스플리터를 통해 분리된 동일 확률의 광자는 두 개의 분리된 경로에서 서로 다른 변위를 가지며 다시 두 번째 빔 스플리터에서 합쳐진다. 이 과정을 겪은 광자는 와 같은 상태로 합쳐진다. The same probability of output, which is output from the light source and split through the first beam splitter of the CNOT gate The photons have different displacements in two separate paths and are combined again at the second beam splitter. The photon that underwent this process And so on.
2-큐비트 시스템의 일 예로서 입력의 큐비트가 하다마드(Hadamard) 게이트를 통과하여 CNOT 게이트의 제어(control) 큐비트에 입력하게 되면 논리 조합에 의해 과 같은 양자 얽힘 상태(Quantum Entanglement State)를 획득할 수 있다.As an example of a two-qubit system, when a qubit of an input passes through a Hadamard gate and is input to the control qubit of the CNOT gate, (Quantum Entanglement State).
본 발명의 일 실시예에 따르면, 전파 궤도각운동량을 입력으로 하는 CNOT 게이트, 상기 CNOT 게이트의 구조 및 상기 CNOT 게이트로부터 생성된 양자 게이트를 제안한다.According to an embodiment of the present invention, a CNOT gate having an input of angular momentum of propagation orbit, a structure of the CNOT gate, and a quantum gate generated from the CNOT gate are proposed.
본 발명의 다른 일 실시예에 따르면, Pol. 하다마드(Hadamard) 게이트와 궤도각운동량 OAM 하다마드(Hadamard) 게이트의 구조 및 상기 하다마드(Hadamard) 게이트로부터 생성된 양자 게이트를 제안한다.According to another embodiment of the present invention, Pol. We propose a Hadamard gate and an orbit angular momentum OAM Hadamard gate structure and a quantum gate generated from the Hadamard gate.
일 실시예에 따르면, 신호를 처리하는 제어 반전 게이트에 있어서, 입력받은 신호를 두 개의 신호 경로로 분할하는 제1 빔 스플리터; 및 상기 분할된 신호 경로들을 병합하는 제2 빔 스플리터를 포함하고, 상기 제1 빔 스플리터는, 서로 다른 편파신호가 상기 두 개의 신호 경로 각각을 통과하도록 상기 신호를 분할하는 제어 반전 게이트일 수 있다.According to an embodiment, there is provided a control inversion gate for processing a signal, comprising: a first beam splitter for dividing an input signal into two signal paths; And a second beam splitter for merging the divided signal paths, wherein the first beam splitter may be a control inversion gate that divides the signal such that different polarized signals pass through each of the two signal paths.
상기 제1 빔 스플리터는, 상기 서로 다른 편신호가 동일한 궤도 각 운동량(Orbital Angular Momentum)을 갖도록 상기 신호를 분할하는 제어 반전 게이트일 수 있다.The first beam splitter may be a control inversion gate that divides the signal so that the different polarization signals have the same Orbital Angular Momentum.
상기 두 개의 신호 경로는, 상기 신호에서 분할된 V-편파 신호 또는 그 역인 H-편파 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및 상기 신호에서 분할된 H-편파 신호 또는 그 역인 V-편파 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하는 제어 반전 게이트일 수 있다.The two signal paths include a first signal path through which the V-polarized signal divided in the signal, or vice versa, is propagated; And a second signal path through which the H-polarized signal divided in the signal, or vice versa, is propagated.
상기 신호를 두 개의 신호 경로로 분할하는 제1 빔 스플리터; 및 상기 신호에서 분할된 V-편파 신호 또는 그 역인 H-편파 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및 상기 신호에서 분할된 H-편파 신호 또는 그 역인 V-편파 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하고, 상기 분할된 신호 경로들을 병합하는 제2 빔 스플리터를 포함하고, 상기 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 신호들은, 서로 다른 궤도 각 운동량(Orbital Angular Momentum) 모드를 가지는 제어 반전 게이트일 수 있다.A first beam splitter for dividing the signal into two signal paths; And a first signal path through which the V-polarized signal divided in the signal, or vice versa, is propagated; And a second signal path through which the H-polarized signal divided in the signal, or vice versa, propagates, and a second beam splitter merging the divided signal paths, wherein each of the two signal paths May be control inversion gates having different Orbital Angular Momentum modes.
상기 두 개의 신호 경로는, even-OAM 모드를 가지는 제1 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및 odd-OAM 모드를 가지는 제2 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하는 제어 반전 게이트일 수 있다.The two signal paths include a first signal path in which a first signal having an even-OAM mode propagates; And a second signal path through which a second signal having an odd-OAM mode is propagated.
상기 제1 빔 스플리터는, 상기 서로 다른 편파 신호가 동일한 편파(Polarization)을 갖도록 상기 신호를 분할하는 제어 반전 게이트일 수 있다.The first beam splitter may be a control inversion gate that splits the signal so that the different polarized signals have the same polarization.
상기 두 개의 신호 경로는, even-OAM 또는 그 역인 odd-OAM 모드를 가지는 제1 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및 odd-OAM 또는 그 역인 even-OAM 모드를 가지는 제2 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하는 제어 반전 게이트일 수 있다.The two signal paths include a first signal path through which a first signal having an odd-OAM mode, which is even-OAM or vice versa, propagates; And a second signal path through which a second signal having an even-OAM mode that is odd-OAM or vice versa is propagated.
상기 신호를 두 개의 신호 경로로 분할하는 제1 빔 스플리터; 및 상기 신호에서 분할된 even-OAM 편파 신호 또는 그 역인 odd-OAM 편파 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및 상기 신호에서 분할된 odd-OAM 편파 신호 또는 그 역인 even-OAM 편파 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하고, 상기 분할된 신호 경로들을 병합하는 제2 빔 스플리터를 포함하고, 상기 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 신호들은, 서로 다른 편파(Polarization) 모드를 가지는 제어 반전 게이트일 수 있다.A first beam splitter for dividing the signal into two signal paths; And a first signal path through which the even-OAM polarized signal divided in the signal or the odd-OAM polarized signal in the opposite direction propagates; And a second signal path in which an odd-OAM polarized signal divided in the signal propagates, or an even-OAM polarized signal in its inverse, and a second beam splitter merging the divided signal paths, The signals passing through each of the paths may be control inversion gates having different polarization modes.
상기 두 개의 신호 경로는, V 또는 그 역인 H 모드를 가지는 제1 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및 H 또는 그 역인 V 모드를 가지는 제2 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하는 제어 반전 게이트일 수 있다.The two signal paths include a first signal path through which a first signal having an H mode, V or vice versa, propagates; And a second signal path through which a second signal having a V mode that is H or vice versa propagates.
상기 두 개의 신호 경로는, positive-OAM 또는 그 역인 negative-OAM 모드를 가지는 제1 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및 negative-OAM 또는 그 역인 positive-OAM 모드를 가지는 제2 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하는 제어 반전 게이트일 수 있다.The two signal paths include a first signal path through which a first signal having a positive-OAM or vice versa, having a negative-OAM mode, propagates; And a second signal path through which a second signal having a positive-OAM mode that is a negative-OAM or vice versa is propagated.
상기 신호를 두 개의 신호 경로로 분할하는 제1 빔 스플리터; 및 상기 신호에서 분할된 positive-OAM 또는 그 역인 negative-OAM 편파 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및 상기 신호에서 분할된 negative-OAM 또는 그 역인 positive-OAM 편파 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하고, 상기 분할된 신호 경로들을 병합하는 제2 빔 스플리터를 포함하고, 상기 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 신호들은, 서로 다른 편파(Polarization) 모드를 가지는 제어 반전 게이트일 수 있다.A first beam splitter for dividing the signal into two signal paths; And a first signal path through which the positive-OAM divided in the signal, or vice versa, is propagated; And a second signal path for propagating a positive-OAM polarized signal that is a negative-OAM divided in the signal or vice versa, and a second beam splitter for merging the divided signal paths, wherein each of the two signal paths May be control inversion gates having different polarization modes.
도 1은 일 실시예에 따른, 본 발명의 CNOT 게이트(100)의 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른, P-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트의 논리 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 CNOT 게이트의 논리를 입출력 식으로 도시한 도면이다.
도 4는 일실시예에 따른 CNOT 게이트에서, 제어 큐빗 및 대상 큐빗 별로 출력되는 결과를 표로 도시한 도면이다.
도 5는 다른 일 실시예에 따른, OAM-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트의 논리 구조를 도시한 도면이다.
도 6은 다른 일실시예에 따른 CNOT 게이트의 논리를 입출력 식으로 도시한다.
도 7은 다른 일실시예에 따른 CNOT 게이트에서, 제어 큐빗 및 대상 큐빗 별로 출력되는 결과를 표로 도시한 도면이다.
도 8은 다른 일실시예에 따른 하다마드(Hadamard)게이트의 논리 구조를 도시한 도면이다.
도 9는 Hadamard 게이트 및 일실시예에 따른 CNOT 게이트를 조합한 것을 도시한 도면이다. FIG. 1 is a view showing a structure of a
2 is a diagram illustrating a logical structure of a CNOT gate having a P-CNOT structure according to an embodiment.
FIG. 3 is a diagram illustrating the logic of a CNOT gate according to one embodiment in an input / output manner.
FIG. 4 is a table showing output results of the control qubit and the target qubit in the CNOT gate according to one embodiment.
5 is a diagram illustrating a logical structure of a CNOT gate having an OAM-CNOT structure according to another embodiment.
6 shows the logic of the CNOT gate according to another embodiment in an input / output manner.
FIG. 7 is a table showing results output for each control qubit and target qubit in the CNOT gate according to another embodiment.
8 is a diagram showing a logical structure of a Hadamard gate according to another embodiment.
9 is a diagram illustrating a combination of a Hadamard gate and a CNOT gate according to an embodiment.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되지 않는다.It is to be understood that the specific structural or functional descriptions of embodiments of the present invention disclosed herein are presented for the purpose of describing embodiments only in accordance with the concepts of the present invention, May be embodied in various forms and are not limited to the embodiments described herein.
본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시예들을 특정한 개시형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.Embodiments in accordance with the concepts of the present invention are capable of various modifications and may take various forms, so that the embodiments are illustrated in the drawings and described in detail herein. However, it is not intended to limit the embodiments according to the concepts of the present invention to the specific disclosure forms, but includes changes, equivalents, or alternatives falling within the spirit and scope of the present invention.
제1 또는 제2 등의 용어를 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만, 예를 들어 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.The terms first, second, or the like may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms may be named for the purpose of distinguishing one element from another, for example without departing from the scope of the right according to the concept of the present invention, the first element being referred to as the second element, Similarly, the second component may also be referred to as the first component.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 표현들, 예를 들어 “~사이에”와 “바로~사이에” 또는 “~에 직접 이웃하는” 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.It is to be understood that when an element is referred to as being "connected" or "connected" to another element, it may be directly connected or connected to the other element, . On the other hand, when an element is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that there are no other elements in between. Expressions that describe the relationship between components, for example, "between" and "immediately" or "directly adjacent to" should be interpreted as well.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 실시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함으로 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, the terms " comprises ", or " having ", and the like, are used to specify one or more other features, numbers, steps, operations, elements, But do not preclude the presence or addition of steps, operations, elements, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries are to be interpreted as having a meaning consistent with the meaning of the context in the relevant art and, unless explicitly defined herein, are to be interpreted as ideal or overly formal Do not.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나, 특허출원의 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. Like reference symbols in the drawings denote like elements.
도 1은 일 실시예에 따른, 본 발명의 CNOT 게이트(100)의 구조를 도시한 도면이다. FIG. 1 is a view showing a structure of a
일실시예에 따른 CNOT 게이트(100)는 전파 OAM(Orbital Angular Momentum)-편파(Polarization) CNOT 게이트일 수 있다. CNOT 게이트(100)는 전파 궤도각운동량(Orbital Angular Momentum, OAM)을 입력으로 하는 양자 게이트 CNOT 구조를 가질 수 있다. CNOT 게이트(100)는 광파, THz, 전자파 영역에서 궤도각운동량을 가지는 모드를 양자 게이트에 이용하도록 할 수 있다.The
일실시예에 따른 CNOT 게이트(100)는 또한, P-CNOT 구조를 가질 수 있다. P-CNOT 구조는 (1) 빔 스플리터(110, 120)로써, 입력되는 전파의 궤도각운동량 및 편파 모드를 두 경로로 선택적으로 분할하는 OAM-Pol. OMT(OrthoMode Transducer) 듀플렉서 및 (2) OAM 모드를 변환하는 SPP(Spiral Phase Plate, SPP) 또는 반사판 구조 또는 메타 물질 구조를 포함할 수 있다. OAM-Pol, OMT 듀플렉서는 입력되는 전파의 OAM을 유지하면서, 편파 신호를 분할할 수 있다. 즉, OAM-Pol, OMT 듀플렉서를 포함하는 빔 스플리터(110, 120)는 V-편파 및 H-편파을 가지는 입력 신호을, (1) 입력 신호와 동일한 OAM을 가지고 H-편파을 가지는 전송 신호 (transmitted signal) 및 (2) 입력 신호와 동일한 OAM을 가지고 V-편파을 가지는 반사 신호(reflected signal)으로 분할할 수 있다.The
일 실시예에 따르면, 빔 스플리터(110, 120)은 동일한 기능을 수행하지만, 방향이 반대일 수 있다. 즉, 빔 스플리터(110)는 편파 신호를 편파에 따라 두개의 신호 경로로 분할할 수 있고, 빔 스플리터(120)은 첫 번째 경로의 신호와 편파 신호 모드 변환되는 두 번째 경로의 신호를 결합할 수 있다. 이때, 빔 스플리터의 순서는 반대로 수행될 수도 있다. 여기서, 빔 스플리터(110)을 제1 빔 스플리터, 빔 스플리터(120)을 제2 빔 스플리터라고 할 수 있고, 그 반대일 수도 있다.According to one embodiment,
일례로써, 제1 빔 스플리터에 의해 분할된 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 OAM-편파신호는, 서로 동일한 OAM을 가질 수 있다. 또는, 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 OAM-편파신호는, 서로 다른 편파(V-편파 및 H-편파)을 가질 수 있다. 다른 일례로써, 제1 빔 스플리터에 의해 분할된 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 OAM-편파신호는, 서로 동일한 편파(V-편파 및 H-편파)를 가질 수 있다. 또는, 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 OAM-편파신호는, 서로 OAM-편파신호 (positive 및 negative -, 또는 Even 및 Odd ' )을 가질 수 있다. By way of example, the OAM-polarized signals passing through each of the two signal paths divided by the first beam splitter may have the same OAM. Alternatively, the OAM-polarized signal passing through each of the two signal paths may have different polarizations (V-polarized and H-polarized). As another example, the OAM-polarized signals passing through each of the two signal paths divided by the first beam splitter may have the same polarizations (V-polarized wave and H-polarized wave). Alternatively, the OAM-polarized signals passing through each of the two signal paths may have OAM-polarized signals (positive and negative - or even and Odd ') to each other.
본 발명의 CNOT 게이트의 모드변환소자는 두 번째 경로 상에 위치하며 편파(V-편파 및 H-편파) 또는 OAM (positive 및 negative -, 또는 Even 및 Odd ' )의 모드를 변경하는 역할을 한다. 본 발명의 CNOT 게이트의 모드변환소자는 여러 형태로 구현될 수 있는데, 예를 들어 P/S, PDL, CGH, SLM, SPP 구조 등을 포함할 수 있고, 이를 구성함에 있어서 여러 소재로(예를 들어 W/G, CPW, TL, DOE, diffraction grating groove spacing , 또는 metamaterial 등) 구현될 수 있다. The mode conversion element of the CNOT gate of the present invention is located on the second path and serves to change the mode of polarization (V-polarization and H-polarization) or OAM (positive and negative - or even and Odd '). The mode conversion element of the CNOT gate of the present invention may be implemented in various forms, for example, P / S, PDL, CGH, SLM, SPP structure, For example, W / G, CPW, TL, DOE, diffraction grating groove spacing, or metamaterial).
일실시예에 따른 CNOT 게이트(100)는 또한, OAM-CNOT 구조를 가질 수 있다. OAM-CNOT 구조는 (1) 빔 스플리터(110, 120)로써, 입력되는 전파의 궤도각운동량 및 편파 모드를 두 경로로 선택적으로 분할하는 Pol.-OAM, OMT(OrthoMode Transducer) 듀플렉서 및 (2) Pol. 모드를 변환하는 위상 변환기(phase shifter), 또는 180도 PDL(phase delay line) 구조, 또는 반사판 구조 또는 메타 물질 구조를 포함할 수 있다. Pol.-OAM OMT 듀플렉서는 입력되는 신호의 Pol. 모드를 유지하면서, 입력되는 신호를 서로 다른 Pol.-OAM 신호로 분할할 수 있다. 즉, Pol.-OAM OMT 듀플렉서를 포함하는 빔 스플리터(110, 120)는 서로 다른 두 OAM을 가지는 입력 신호을, (1) 입력 신호와 동일한 Pol.을 가지고 하나의 OAM 모드를 가지는 전송 신호 (transmitted signal) 및 (2) 입력 신호와 동일한 Pol.을 가지고 다른 하나의 OAM 모드를 가지는 반사 신호(reflected signal)으로 분할할 수 있다.The
도 1을 참고하면, 일 실시예에 따른, CNOT 게이트(100)는 빔 스플리터들(110, 120) 및 모드변환소자(130) 예를 들어, SLM을 포함할 수 있다. 아를 통과하는 신호의 대상모드(OAM 또는 편파 모드)가 모드변환소자(130) 에 의해 변환될 수 있다.1, a
보다 구체적으로, CNOT 게이트로 입력되는 신호는 빔 스플리터에 의해 두 개의 신호 경로로 분할될 수 있다. 빔 스플리터는 두 개의 신호 경로로 동일한 OAM의 신호를 출력할 수 있다. SLM가 두 개의 신호 경로 중 어느 하나에만 배치될 수 있다. SLM가 두 개의 신호 경로 중 어느 하나에만 배치됨에 따라, SLM가 배치된 신호 경로에서 신호의 OAM 모드 및 SLM이 배치되지 않은 신호 경로에서 신호의 OAM 모드는 서로 달라질 수 있다.More specifically, the signal input to the CNOT gate may be split into two signal paths by a beam splitter. The beam splitter can output the same OAM signal with two signal paths. The SLM can be placed in only one of the two signal paths. As the SLM is located in only one of the two signal paths, the OAM mode of the signal in the signal path in which the SLM is located and the OAM mode of the signal in the signal path in which the SLM is not placed may differ.
도 2는 일 실시예에 따른, P-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트의 논리 구조를 도시한 도면이다.2 is a diagram illustrating a logical structure of a CNOT gate having a P-CNOT structure according to an embodiment.
일실시예에 따른 CNOT 게이트(100)는 두 개의 빔 스플리터(110, 120)를 포함할 수 있다 빔 스플리터들(110, 120)은 입사된 신호(예를 들어, 신호, 전파 신호 또는 빔)를 미리 설정된 편파 비율을 가지는 두 개의 신호로 분리할 수 있다. 빔 스플리터들(110, 120)이 신호(예를 들어, 빔)를 분리하는 광학 빔 스플리터인 경우, 빔 스플리터들(110, 120)은 Plate beam splitter 또는 Cube beam splitter일 수 있다. 빔 스플리터들(110, 120)은 CNOT 게이트(100)로 입력되는 OAM 및 편파를 가지는 신호를 서로 다른 두 개의 경로를 통과하는 복수의 신호로 분리할 수 있다. 분리된 복수의 신호는 서로 다른 OAM 및/또는 편파를 가질 수 있다.The
일실시예에 따른 도 2의 P-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트(100)의 첫 번째 빔 스플리터(110)는 OAM-편파신호의 신호 경로를, 편파에 따라 (1) CNOT 게이트에 입력되는 신호와 동일한 OAM 모드의 V-편파 신호 및 (2) CNOT 게이트에 입력되는 신호와 동일한 OAM 모드의 H-편파 신호 각각에 대응하는 두 개의 신호 경로로 분할할 수 있다. According to one embodiment, the
즉, P-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트(100)에서 신호가 전달되는 경로가 빔 스플리터(110)에 의하여 하나의 경로에서 두 개의 경로로 분할될 수 있다. That is, the path through which the signal is transmitted in the
이러한 P-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트(100)의 분할된 두 개의 경로 중에 다른 하나에 있는 F(φ), 모드변환소자(예를 들어 CGH, Computer-Generated Hologram)는 대상(Target) 큐비트 상태(여기서는 OAM)를 변환할 수 있도록 구성되는데, SLM(spatial light modulator) 구조를 포함할 수 있고, 또는 투명한 회절소자구조(예를 들어, diffraction grating groove spacing), 또는 메타물질로 구성하거나 반사판 구조로 구성할 수 있다.The F (φ) and the mode conversion element (CGH, Computer-Generated Hologram, for example) in the other one of the two divided paths of the
이러한 P-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트(100)의 빔 스플리터(120)는 첫 번째 경로의 원래 OAM 모드를 갖는 V-Pol. (편파) 신호 및 두 번째 경로의 모드 변환된 OAM 모드를 갖는 H-편파 신호로 출력되는 하나의 신호 경로로 병합한다. The
도 3은 일실시예에 따른 CNOT 게이트의 논리를 입출력 식으로 도시한 도면이다.FIG. 3 is a diagram illustrating the logic of a CNOT gate according to one embodiment in an input / output manner.
도 4는 일실시예에 따른 CNOT 게이트에서, 제어 큐빗 및 대상 큐빗 별로 출력되는 결과를 표로 도시한 도면이다. CNOT 게이트는 제어 큐빗(control-qubit) 및 대상 큐빗(target-qubit)을 입력으로 수신할 수 있다. 제어 큐비트의 상태에 따라 대상 큐비트의 플립(flip) 여부가 결정된다. 2 큐비트 CNOT 게이트 시스템을 예로 들면, 제어(Controlled input)큐비트가 |1>인 경우 타겟 큐비트는 반전(invert) 출력 된다.FIG. 4 is a table showing output results of the control qubit and the target qubit in the CNOT gate according to one embodiment. The CNOT gate can receive control-qubits and target-qubits as inputs. Whether or not the target qubit is flipped depends on the state of the control qubit. For example, in a 2-qubit CNOT gate system, if the control input qubit is | 1>, the target qubit is inverted.
따라서, 제어(Controlled input)입력의 상태 값이 |0>인 경우, CNOT 게이트는 대상(Target) 입력을 그대로 출력한다. 따라서, 제어(Controlled input)입력의 상태 값이 |1>인 경우, CNOT 게이트는 대상(Target) 입력을 NOT 게이트처럼 반전(invert) 하여 출력한다. Therefore, when the state value of the control input is | 0>, the CNOT gate outputs the target input as it is. Therefore, when the state value of the control input is | 1>, the CNOT gate inverts the target input as a NOT gate and outputs the inverted input.
도 5는 다른 일 실시예에 따른, OAM-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트의 논리 구조를 도시한 도면이다. OAM-CNOT 구조에서, 두 개의 빔 스플리터들(110, 120)은 OAM-편파신호를 OAM 모드에 따라, (1) CNOT 게이트에 입력되는 신호와 동일한 편광의 Even-OAM 및 (2) CNOT 게이트에 입력되는 신호와 동일한 편광의 Odd-OAM로 하나의 신호 경로를 두 개의 신호 경로로 나누거나 또는 두 개의 신호 경로를 하나의 신호 경로로 병합할 수 있다. OAM-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트(100)는 Dove Prism을 포함하거나, Dove Prism으로 구성된 도파관 구조 또는 반사판 구조를 포함할 수 있다.5 is a diagram illustrating a logical structure of a CNOT gate having an OAM-CNOT structure according to another embodiment. In the OAM-CNOT structure, the two
일 실시예에 따른 도 5의 OAM-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트(100)의, 빔 스플리터들(110, 120)은 예를 들어, Pol-OAM. OMT 듀플렉서로 구성될 수 있다. 도 5의 OAM-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트(100)의 첫 번째 빔 스플리터(110)는 입력 신호의 편파(Pol.)를 유지하면서, OAM만을 나누어 입력 신호를 분할할 수 있다. 즉, 빔 스플리터(110)는 편파에 따라 입력 신호인 OAM-편파신호의 신호 경로를 (1) 입력 신호와 동일한 편파를 가지면서 positive-OAM을 가지는 전송 빔(transmitted beam) 및 (2) 입력 신호와 동일한 편파를 가지면서 negative-OAM을 가지는 반사 빔(reflected beam)으로 분할할 수 있다.The
즉, OAM-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트(100)에서 신호가 전달되는 신호 경로가 빔 스플리터(110)에 의하여 하나의 신호 경로에서 두 개의 신호 경로로 분할될 수 있다. That is, the signal path through which the signal is transmitted in the
이러한 OAM-CNOT 구조를 CNOT 게이트(100)의 분할된 두 개의 경로 중에 다른 하나에 있는 F(φ), 모드변환소자(예를 들어 phase shifter, PDL(phase delay line))는 대상(Target) 큐비트 상태(여기서는 V/H pol.)를 변환할 수 있도록 구성되는데, phase shifter, 또는 180도 PDL(phase delay line) 구조를 포함할 수 있고, 또는 투명한 회절소자구조(예를 들어, diffraction grating groove spacing등) 또는 메타물질로 구성하거나 반사판 구조로 구성할 수 있다.The OAM-CNOT structure is divided into F (?) And a mode conversion element (e.g., a phase shifter and a phase delay line (PDL)) in the other of the two divided paths of the
이러한 OAM-CNOT 구조를 가지는 CNOT 게이트(100)의 빔 스플리터(120)는 첫 번째 경로의 원래 Pol. 모드를 갖는 OAM 신호 및 두 번째 경로의 모드 변환된 Pol. 모드를 갖는 OAM 신호를 결합하여 하나의 신호 경로로 출력한다. The
종합하면, 일실시예에 따른 CNOT 게이트(100)는 전파 궤도각운동량 모드를 제어 입력 또는 타겟 입력으로 사용하는 P-CNOT 구조 또는 OAM-CNOT 구조를 가질 수 있다. 상술한 OAM-Pol, OMT 듀플렉서 및/또는 Pol-OAM. OMT 듀플렉서는 메타물질, 반투명한 물질, 도파관 또는 회로 중 적어도 하나에 의해 구현될 수 있다.In summary, the
도 6은 다른 일실시예에 따른 CNOT 게이트의 논리를 입출력 식으로 도시한다.6 shows the logic of the CNOT gate according to another embodiment in an input / output manner.
도 7은 다른 일실시예에 따른 CNOT 게이트에서, 제어 큐빗 및 대상 큐빗 별로 출력되는 결과를 표로 도시한 도면이다. CNOT 게이트는 제어 큐빗(control-qubit) 및 대상 큐빗(target-qubit)을 입력으로 수신할 수 있다. 제어 큐비트의 상태에 따라 대상 큐비트의 플립(flip) 여부가 결정된다. 2 큐비트 CNOT 게이트 시스템을 예로 들면, 제어(Controlled input)큐비트가 |1>인 경우 타겟 큐비트는 반전(invert) 출력 된다.FIG. 7 is a table showing results output for each control qubit and target qubit in the CNOT gate according to another embodiment. The CNOT gate can receive control-qubits and target-qubits as inputs. Whether or not the target qubit is flipped depends on the state of the control qubit. For example, in a 2-qubit CNOT gate system, if the control input qubit is | 1>, the target qubit is inverted.
따라서, 제어(Controlled input)입력의 상태 값이 |0>인 경우, CNOT 게이트는 대상(Target) 입력을 그대로 출력한다. 따라서, 제어(Controlled input)입력의 상태 값이 |1>인 경우, CNOT 게이트는 대상(Target) 입력을 NOT 게이트처럼 반전(invert) 하여 출력한다. Therefore, when the state value of the control input is | 0>, the CNOT gate outputs the target input as it is. Therefore, when the state value of the control input is | 1>, the CNOT gate inverts the target input as a NOT gate and outputs the inverted input.
도 8은 다른 일실시예에 따른 하다마드(Hadamard)게이트의 논리 구조를 도시한 도면이다.8 is a diagram showing a logical structure of a Hadamard gate according to another embodiment.
도 8을 참고하면, 하다마드(Hadamard) 게이트는 입력 큐빗(|x>) 포트에 대응하는 출력 포트를 포함할 수 있다. 하다마드(Hadamard) 게이트는 출력 포트로 입력 큐빗(|x>) 및 입력 큐빗에 기초하여 대응되는 큐빗(|y>)을 조절한 결과(를 출력할 수 있다. 상술한 바와 같이, 입력 큐빗의 값이 0인 경우, 하다마드(Hadamard) 게이트는 입력 큐빗과 입력을 반전시킨 큐빗을 의 확률적으로 출력할 수 있다. 또한, 입력 큐빗의 값이 1인 경우, 하다마드(Hadamard) 게이트는 입력 큐빗과 입력을 반전시킨 큐빗을 의 확률적으로 출력할 수 있다.Referring to FIG. 8, a Hadamard gate may include an output port corresponding to an input qubit (| x >) port. The Hadamard gate is the result of adjusting the corresponding qubit (| y>) based on the input qubit (| x>) and the input qubit on the output port Can be output. As described above, when the value of the input qubit is 0, the Hadamard gate outputs the input qubit and the qubit that inverts the input Probabilistically Can be output. In addition, when the value of the input qubit is 1, the Hadamard gate outputs the input qubit and the qubit that inverts the input Probabilistically Can be output.
수학식 1은 일반적인 하다마드(Hadamard) 게이트의 논리 특성의 행렬표현이다.Equation (1) is a matrix representation of the logic characteristics of a general Hadamard gate.
수학식 2와 3은 본 발명의 Pol. 하다마드(Hadamard) 게이트의 논리 특성식 표현이다.Equations (2) and (3) correspond to the Pol. Hadamard This is the logical expression of the gate.
수학식 4와 5는 Pol. 하다마드(Hadamard) 게이트의 논리특성이 수학식 2와 3의 입출력을 바꿔서도 성립함을 보이는 논리 특성식 표현이다.Equations 4 and 5 show that Pol. Hadamard is a logical property expression that shows that the logic characteristic of the gate is established even when the input and output of
수학식 6과 7은 OAM 하다마드(Hadamard) 게이트의 논리 특성식 표현이다.Equations (6) and (7) are logical expression expressions of the OAM Hadamard gate.
수학식 8과 9는 OAM 하다마드(Hadamard) 게이트의 논리특성이 수학식 2와 3의 입출력을 바꿔서도 성립함을 보이는 논리 특성식 표현이다.Equations (8) and (9) are logical expression expressions in which the logic characteristics of the OAM Hadamard gate are established even when the input and output of Equations (2) and (3) are changed.
수학식 10과 11은 하다마드(Hadamard) 게이트의 확률이 서로 다른 두 상태의 입력을 갖는 경우의 논리 특성식 표현이다. 수학식 10과 11에서의 는 입력 큐비트 상태 |0> 일때의 확률이고 는 입력 큐비트 상태 |1> 일때의 확률이다.Equations (10) and (11) are logical expression expressions in the case where the probability of a Hadamard gate has two inputs having different states. In
수학식 12는 일반적인 제어 반전(CNOT) 게이트의 논리 특성의 행렬표현이다.(12) is a matrix representation of the logical properties of a general control inversion (CNOT) gate.
수학식 13은 제어 반전(CNOT) 게이트의 확률이 서로 다른 네 상태의 출력을 갖는 경우의 논리 특성식 표현이다. 수학식 14에서의 는 입력 큐비트 상태 일때의 확률이고 는 입력 큐비트 상태 일때의 확률이다. 는 입력 큐비트 상태 일때의 확률이고 는 입력 큐비트 상태 일때의 확률이다.Equation (13) is a logical property expression expression in the case where the control inversion (CNOT) gate has an output of four states having different probabilities. In Equation 14, Lt; RTI ID = 0.0 > The probability of Lt; RTI ID = 0.0 > Is the probability of when. Lt; RTI ID = 0.0 > The probability of Lt; RTI ID = 0.0 > Is the probability of when.
도 9는 Hadamard 게이트 및 일실시예에 따른 CNOT 게이트를 조합한 것을 도시한 도면이다. 9 is a diagram illustrating a combination of a Hadamard gate and a CNOT gate according to an embodiment.
일실시예에 따르면, Hadamard 게이트 및 CNOT 게이트를 조합하여 양자 얽힘 또는 양자 게이트들(예를 들어, N-Qubit Gate, Toffoli 게이트, Quantum logic gate 등의 회로 QED 분야 네트워크들; 또는 예를 들어, CNOT 게이트의 입출력에서 타겟과 제어 큐비트 입출력을 뒤집은 형태 등)을 생성할 수 있다.According to one embodiment, the Hadamard gate and the CNOT gate are combined to form quantum entanglement or quantum gates (e.g., circuit QED field networks such as N-Qubit Gate, Toffoli gate, Quantum logic gate, A form in which the target and the control qubit input / output are reversed from the input / output of the gate).
예를 들어, Target 게이트 신호의 큐비트 상태가 OAM 모드의 경우 → -로 바뀌는 것과, Target 게이트 신호의 큐비트 상태가 OAM 모드의 경우, Even → Odd로 바뀌는 것과, Target 게이트 신호의 큐비트 상태가 편파(Polarization) 모드의 경우, V pol. → H pol. 또는 H pol. → V pol.로 바뀌는 것과 같이, 본 발명의 CNOT 게이트 신호의 Target 큐비트 상태가 반대가 되는 것을 나타낼 수 있다. For example, if the qubit state of the target gate signal is changed from OAM mode to - -, the qubit state of the target gate signal is changed from Even to Odd in the OAM mode, and the qubit state of the target gate signal is changed to In Polarization mode, V pol. → H pol. Or H pol. → V pol., The target qubit state of the CNOT gate signal of the present invention may be reversed.
양자 컴퓨터 기술분야에서 CNOT 게이트와 2-큐비트 게이트의 두 요소 기술로 n개의 일체형 양자 게이트를 생성할 수 있다. 일실시예에 따른 CNOT 게이트는 전파 궤도각운동량(OAM)을 입력으로 할 수 있고, 양자 논리 게이트의 핵심 구조인 CNOT 구조를 가질 수 있다.In quantum computer technology, two integral quantum gates can be generated with the two-element technology of a CNOT gate and a 2-qubit gate. The CNOT gate according to an exemplary embodiment may input the angular momentum of movement (OAM) and may have a CNOT structure that is a core structure of the quantum logic gate.
즉, 일실시예에 따른 CNOT 게이트는 전파 궤도각운동량을 입력받을 수 있다. CNOT 게이트는 OAM-편파신호를 두 개의 신호 경로로 분할하는 제1 빔 스플리터 및 분할된 두 신호 경로를 하나로 병합하는 제2 빔 스플리터를 포함할 수 있다. 제1 빔 스플리터에 의해 분할된 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 OAM-편파신호는, 서로 동일한 OAM을 가질 수 있다. 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 OAM-편파신호는, 서로 다른 편파(V-편파 및 H-편파)을 가질 수 있다. CNOT 게이트의 모드변환소자(예를 들어 CGH)는 투명 SPP, 반사판 구조 또는 메타 물질 구조를 가질 수 있다.That is, the CNOT gate according to one embodiment can receive the angular momentum of the wave trajectory. The CNOT gate may include a first beam splitter that divides the OAM-polarized signal into two signal paths and a second beam splitter that merges the two divided signal paths into one. The OAM-polarized signals passing through each of the two signal paths divided by the first beam splitter may have the same OAM. The OAM-polarized signal passing through each of the two signal paths may have different polarizations (V-polarized and H-polarized). The mode conversion element (e.g., CGH) of the CNOT gate may have a transparent SPP, reflector structure, or metamaterial structure.
다른 일실시예에 따르면, 제1빔 스플리터는 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 OAM-편파신호의 OAM 모드를 서로 다르게 만들 수 있다. 예를 들어, 제1빔 스플리터는 어느 한 신호 경로의 OAM 모드는 CNOT 게이트에 입력되는 OAM-편파신호의 even-OAM을 가지는 편신호로, 다른 한 신호 경로의 OAM 모드는 CNOT 게이트에 입력되는 OAM-편파신호의 odd-OAM을 가지는 편신호로 분할할 수 있다. CNOT 게이트는 Dove prism을 포함하거나, Dove prism에 기초한 도파관 구조 또는 반사판 구조를 포함할 수 있다.According to another embodiment, the first beam splitter may make the OAM-mode of the OAM-polarized signal pass through each of the two signal paths different. For example, in the first beam splitter, the OAM mode of one signal path is a signal having an even-OAM of an OAM-polarized signal input to the CNOT gate, and the OAM mode of the other signal path is an OAM - Divide into a polarized signal with odd-OAM of polarized signal. The CNOT gate may include a Dove prism, or may include a waveguide structure or a reflector structure based on a Dove prism.
실시예들에서 설명된 구성요소들은 하나 이상의 DSP (Digital Signal Processor), 프로세서 (Processor), 컨트롤러 (Controller), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), FPGA (Field Programmable Gate Array)와 같은 프로그래머블 논리 소자 (Programmable Logic Element), 다른 전자 기기들 및 이것들의 조합 중 하나 이상을 포함하는 하드웨어 구성 요소들(hardware components)에 의해 구현될 수 있다. 실시예들에서 설명된 기능들(functions) 또는 프로세스들(processes) 중 적어도 일부는 소프트웨어(software)에 의해 구현될 수 있고, 해당 소프트웨어는 기록 매체(recording medium)에 기록될 수 있다. 실시예들에서 설명된 구성요소들, 기능들 및 프로세스들은 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 구현될 수 있다.The components described in the embodiments may be implemented by a programmable logic device such as one or more DSP (Digital Signal Processor), a processor, a controller, an application specific integrated circuit (ASIC), and a field programmable gate array Logic Element, other electronic devices, and combinations thereof. ≪ RTI ID = 0.0 > At least some of the functions or processes described in the embodiments may be implemented by software, and the software may be recorded in a recording medium. The components, functions and processes described in the embodiments may be implemented by a combination of hardware and software.
이상에서 설명된 장치는 하드웨어 구성요소, 소프트웨어 구성요소, 및/또는 하드웨어 구성요소 및 소프트웨어 구성요소의 조합으로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시예들에서 설명된 장치 및 구성요소는, 예를 들어, 프로세서, 콘트롤러, ALU(arithmetic logic unit), 디지털 신호 프로세서(digital signal processor), 마이크로컴퓨터, FPGA(field programmable gate array), PLU(programmable logic unit), 마이크로프로세서, 또는 명령(instruction)을 실행하고 응답할 수 있는 다른 어떠한 장치와 같이, 하나 이상의 범용 컴퓨터 또는 특수 목적 컴퓨터를 이용하여 구현될 수 있다. 처리 장치는 운영 체제(OS) 및 상기 운영 체제 상에서 수행되는 하나 이상의 소프트웨어 애플리케이션을 수행할 수 있다. 또한, 처리 장치는 소프트웨어의 실행에 응답하여, 데이터를 접근, 저장, 조작, 처리 및 생성할 수도 있다. 이해의 편의를 위하여, 처리 장치는 하나가 사용되는 것으로 설명된 경우도 있지만, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는, 처리 장치가 복수 개의 처리 요소(processing element) 및/또는 복수 유형의 처리 요소를 포함할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어, 처리 장치는 복수 개의 프로세서 또는 하나의 프로세서 및 하나의 콘트롤러를 포함할 수 있다. 또한, 병렬 프로세서(parallel processor)와 같은, 다른 처리 구성(processing configuration)도 가능하다.The apparatus described above may be implemented as a hardware component, a software component, and / or a combination of hardware components and software components. For example, the apparatus and components described in the embodiments may be implemented within a computer system, such as, for example, a processor, a controller, an arithmetic logic unit (ALU), a digital signal processor, a microcomputer, a field programmable gate array (FPGA) , A programmable logic unit (PLU), a microprocessor, or any other device capable of executing and responding to instructions. The processing device may execute an operating system (OS) and one or more software applications running on the operating system. The processing device may also access, store, manipulate, process, and generate data in response to execution of the software. For ease of understanding, the processing apparatus may be described as being used singly, but those skilled in the art will recognize that the processing apparatus may have a plurality of processing elements and / As shown in FIG. For example, the processing unit may comprise a plurality of processors or one processor and one controller. Other processing configurations are also possible, such as a parallel processor.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may include a computer program, code, instructions, or a combination of one or more of the foregoing, and may be configured to configure the processing device to operate as desired or to process it collectively or collectively Device can be commanded. The software and / or data may be in the form of any type of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage media, or device , Or may be permanently or temporarily embodied in a transmitted signal wave. The software may be distributed over a networked computer system and stored or executed in a distributed manner. The software and data may be stored on one or more computer readable recording media.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to an embodiment may be implemented in the form of a program command that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like, alone or in combination. The program instructions to be recorded on the medium may be those specially designed and configured for the embodiments or may be available to those skilled in the art of computer software. Examples of computer-readable media include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tape; optical media such as CD-ROMs and DVDs; magnetic media such as floppy disks; Magneto-optical media, and hardware devices specifically configured to store and execute program instructions such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include machine language code such as those produced by a compiler, as well as high-level language code that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. For example, it is to be understood that the techniques described may be performed in a different order than the described methods, and / or that components of the described systems, structures, devices, circuits, Lt; / RTI > or equivalents, even if it is replaced or replaced.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
100: CNOT 게이트
110: 제 1 빔 스플리터
120: 제 2 빔 스플리터
130: 모드변환소자100: CNOT gate
110: first beam splitter
120: a second beam splitter
130: mode conversion element
Claims (11)
입력받은 신호를 두 개의 신호 경로로 분할하는 제1 빔 스플리터; 및
상기 분할된 신호 경로들을 병합하는 제2 빔 스플리터
를 포함하고,
상기 제1 빔 스플리터는,
서로 다른 편파신호가 상기 두 개의 신호 경로 각각을 통과하도록 상기 신호를 분할하는 제어 반전 게이트.
A control inversion gate for processing a signal,
A first beam splitter for dividing an input signal into two signal paths; And
A second beam splitter for merging the divided signal paths,
Lt; / RTI >
Wherein the first beam splitter comprises:
A control inversion gate for dividing the signal such that different polarized signals pass through each of the two signal paths.
상기 제1 빔 스플리터는,
상기 서로 다른 편신호가 동일한 궤도 각 운동량(Orbital Angular Momentum)을 갖도록 상기 신호를 분할하는 제어 반전 게이트.
The method according to claim 1,
Wherein the first beam splitter comprises:
Said control inversion gate dividing said signal such that said different polarization signals have the same Orbital Angular Momentum.
상기 두 개의 신호 경로는,
상기 신호에서 분할된 V-편파 신호 또는 그 역인 H-편파 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및
상기 신호에서 분할된 H-편파 신호 또는 그 역인 V-편파 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하는 제어 반전 게이트.
The method according to claim 1,
Wherein the two signal paths comprise:
A first signal path through which the V-polarized signal divided in the signal, or vice versa, is propagated; And
And a second signal path through which the H-polarized signal divided in the signal, or vice versa, is propagated.
상기 신호를 두 개의 신호 경로로 분할하는 제1 빔 스플리터; 및
상기 신호에서 분할된 V-편파 신호 또는 그 역인 H-편파 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및
상기 신호에서 분할된 H-편파 신호 또는 그 역인 V-편파 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하고,
상기 분할된 신호 경로들을 병합하는 제2 빔 스플리터
를 포함하고,
상기 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 신호들은,
서로 다른 궤도 각 운동량(Orbital Angular Momentum) 모드를 가지는 제어 반전 게이트.
The method according to claim 1,
A first beam splitter for dividing the signal into two signal paths; And
A first signal path through which the V-polarized signal divided in the signal, or vice versa, is propagated; And
A second signal path through which the H-polarized signal divided in the signal, or vice versa, is propagated,
A second beam splitter for merging the divided signal paths,
Lt; / RTI >
Signals passing through each of the two signal paths,
Control Inversion Gate with Different Orbital Angular Momentum Mode.
상기 두 개의 신호 경로는,
even-OAM 모드를 가지는 제1 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및
odd-OAM 모드를 가지는 제2 신호가 전파되는 제2 신호 경로
를 포함하는 제어 반전 게이트.
5. The method of claim 4,
Wherein the two signal paths comprise:
a first signal path through which a first signal having an even-OAM mode propagates; And
The second signal path in which the second signal having the odd-OAM mode propagates
/ RTI >
상기 제1 빔 스플리터는,
상기 서로 다른 편파 신호가 동일한 편파(Polarization)을 갖도록 상기 신호를 분할하는 제어 반전 게이트.
The method according to claim 1,
Wherein the first beam splitter comprises:
Said control inversion gate dividing said signal such that said different polarized signals have the same polarization.
상기 두 개의 신호 경로는,
even-OAM 또는 그 역인 odd-OAM 모드를 가지는 제1 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및
odd-OAM 또는 그 역인 even-OAM 모드를 가지는 제2 신호가 전파되는 제2 신호 경로
를 포함하는 제어 반전 게이트.
The method according to claim 1,
Wherein the two signal paths comprise:
a first signal path through which a first signal having an odd-OAM mode that is even-OAM or vice versa propagates; And
a second signal path in which a second signal having an even-OAM mode in which odd-OAM or vice versa is propagated
/ RTI >
상기 신호를 두 개의 신호 경로로 분할하는 제1 빔 스플리터; 및
상기 신호에서 분할된 even-OAM 편파 신호 또는 그 역인 odd-OAM 편파 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및
상기 신호에서 분할된 odd-OAM 편파 신호 또는 그 역인 even-OAM 편파 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하고,
상기 분할된 신호 경로들을 병합하는 제2 빔 스플리터
를 포함하고,
상기 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 신호들은,
서로 다른 편파(Polarization) 모드를 가지는 제어 반전 게이트.
The method according to claim 1,
A first beam splitter for dividing the signal into two signal paths; And
A first signal path through which an even-OAM polarized signal divided in the signal or an odd-OAM polarized signal in the opposite direction propagates; And
And a second signal path through which an odd-OAM polarized signal divided in the signal, or vice versa, is propagated,
A second beam splitter for merging the divided signal paths,
Lt; / RTI >
Signals passing through each of the two signal paths,
Control Inversion Gate with Different Polarization Mode.
상기 두 개의 신호 경로는,
V 또는 그 역인 H 모드를 가지는 제1 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및
H 또는 그 역인 V 모드를 가지는 제2 신호가 전파되는 제2 신호 경로
를 포함하는 제어 반전 게이트.
9. The method of claim 8,
Wherein the two signal paths comprise:
A first signal path through which a first signal having an H mode that is V or vice versa propagates; And
A second signal path in which a second signal having a V mode, which is H or vice versa,
/ RTI >
상기 두 개의 신호 경로는,
positive-OAM 또는 그 역인 negative-OAM 모드를 가지는 제1 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및
negative-OAM 또는 그 역인 positive-OAM 모드를 가지는 제2 신호가 전파되는 제2 신호 경로
를 포함하는 제어 반전 게이트.
The method according to claim 6,
Wherein the two signal paths comprise:
a first signal path through which a first signal having a positive-OAM or vice versa in a negative-OAM mode propagates; And
a second signal path in which a second signal having a positive-OAM mode, which is a negative-OAM or its inverse,
/ RTI >
상기 신호를 두 개의 신호 경로로 분할하는 제1 빔 스플리터; 및
상기 신호에서 분할된 positive-OAM 또는 그 역인 negative-OAM 편파 신호가 전파되는 제1 신호 경로; 및
상기 신호에서 분할된 negative-OAM 또는 그 역인 positive-OAM 편파 신호가 전파되는 제2 신호 경로를 포함하고,
상기 분할된 신호 경로들을 병합하는 제2 빔 스플리터
를 포함하고,
상기 두 개의 신호 경로 각각을 통과하는 신호들은,
서로 다른 편파(Polarization) 모드를 가지는 제어 반전 게이트.
The method according to claim 6,
A first beam splitter for dividing the signal into two signal paths; And
A first signal path through which a positive-OAM divided in the signal, or vice versa, is propagated; And
And a second signal path through which a positive-OAM polarized signal, which is a negative-OAM divided in the signal or vice versa, is propagated,
A second beam splitter for merging the divided signal paths,
Lt; / RTI >
Signals passing through each of the two signal paths,
Control Inversion Gate with Different Polarization Mode.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20170181025 | 2017-12-27 | ||
KR1020170181025 | 2017-12-27 |
Publications (1)
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---|---|
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020180069478A KR20190079468A (en) | 2017-12-27 | 2018-06-18 | Controlled-not gate receiving propagation orbital angular momentum |
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Country | Link |
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KR (1) | KR20190079468A (en) |
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