抽象
光子は、量子力学の基礎の実験的テストを実行するために選択される物理システムです。さらに、光量子技術は第二次量子革命の主役であり、より優れたセンサー、安全な通信、量子強化コンピューティングの開発が期待されています。これらの取り組みには、特定の量子状態を生成するか、量子タスクを効率的に実行する必要があります。対応する光学実験の設計は、歴史的には人間の創造力によって支えられてきましたが、最近では高度なコンピューター アルゴリズムと人工知能によって自動化されています。いくつかのコンピューター設計の実験が実験的に実現されていますが、このアプローチは、より広範なフォトニック量子光学コミュニティにはまだ広く採用されていません。主な障害は、ほとんどのシステムがクローズドソースであるか、非効率であるか、一般化することが難しい非常に特殊なユースケースを対象としていることで構成されています。ここでは、高効率のオープンソース デジタル ディスカバリ フレームワーク PyTheus を使用してこれらの問題を克服します。PyTheus は、さまざまなタスクを解決するために現代の量子実験室の幅広い実験デバイスを使用できます。これには、高度にもつれた量子状態、量子測定スキーム、量子通信プロトコル、多粒子量子ゲートの発見に加え、量子実験や量子状態の連続特性と離散特性の最適化が含まれます。 PyTheus は、人間の研究者が容易に概念化できる複雑な実験問題に対して解釈可能な設計を生成します。 PyTheus は、科学における人工知能の中核目標の XNUMX つである科学的発見につながる強力なフレームワークの一例です。これが量子光学の開発を加速し、量子ハードウェアと技術における新しいアイデアを提供するのに役立つことを期待しています。
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