量子科技中心_量科网

传输方程描述了物理量（如质量、能量、动量、浓度、概率或场）如何在空间和时间中输运、传播或重新分布，构成了科学与工程领域偏微分方程的基础类别。然而，高维偏微分方程难以在数字网格上表示，因为其自由度数量随维度呈指数增长。另一方面，连续变量量子光子学能够在不预先将空间离散化为网格的情况下表示和演化这些大规模场。该团队展示了一种用于常系数平流方程的大规模模拟光子模拟器，该传输方程是科学计算中的基础基准。一个 \(d\) 变量平流方程的解被编码到 \(d\) 个光学模式中，使得偏微分方程的演化直接映射到由光学正交动量生成的可编程相空间位移上。利用一个时域连续变量量子光子平台，该团队验证了包含 \(20,000\) 个单模压缩态和 \(20,000\) 个双模压缩态的可编程控制，并在一个 \(20,000\) 模簇态资源上实现了输运动力学。随后，零差测量验证了模式分辨的位移控制，该控制能够提供平流方程解的一阶和二阶矩信息，一阶和二阶矩可观测量的最终可实现相对误差分别低至 \(0.8\%\) 和 \(0.92\%\)。该团队的研究结果确立了连续变量光子学作为一种适用于大规模平流方程的可编程模拟平台。