QUANTUM SIMULATOR AND QUANTUM SIMULATION METHOD

• Main Authors: ANDO Taro, TOYODA Haruyoshi, OHTAKE Yoshiyuki, TOMITA Takafumi, OHMORI Kenji, DE LESELEUC Sylvain, SAKAI Hiroto, SUGAWA Seiji
• Format: Patent
• Language: English; French; Japanese
• Published: 03.03.2022
• Subjects: DEVICES OR ARRANGEMENTS, THE OPTICAL OPERATION OF WHICH ISMODIFIED BY CHANGING THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIUM OF THEDEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF THE INTENSITY,COLOUR, PHASE, POLARISATION OR DIRECTION OF LIGHT, e.g.SWITCHING, GATING, MODULATING OR DEMODULATING; FREQUENCY-CHANGING; NON-LINEAR OPTICS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICS; PHYSICS; TECHNIQUES OR PROCEDURES FOR THE OPERATION THEREOF

A quantum simulator comprising a chamber, a light beam generating device 4, and a light detecting device. The light beam generating device 4 includes a light source 41, a beam expander 42, a spatial light modulator 44, and a lens 45. Each of a plurality of pixels on a modulation surface of the spatial light modulator 44 has a rectangular shape having sides parallel to a first direction or a second direction, and are arrayed at regular intervals along each of the first direction and the second direction. When an xy-coordinate system formed of the x-axis parallel to the first direction and the y-axis parallel to the second direction is set on an image plane 46 inside the chamber, the light beam generating device 4 forms a plurality of light condensing spots in a regular array such that the minimum value δxmin of differences between the x-coordinate values and the minimum value δymin of differences between the y-coordinate values of the center positions of the plurality of light condensing spots are longer than a non-overlapping distance. Accordingly, a quantum simulator and a quantum simulation method that enable a plurality of atoms to be regularly arrayed with high precision are provided. L'invention concerne un simulateur quantique comprenant une chambre, un dispositif de génération de faisceau lumineux (4) et un dispositif de détection de lumière. Le dispositif de génération de faisceau lumineux (4) comprend une source de lumière (41), un élargisseur de faisceau (42), un modulateur spatial de lumière (44) et une lentille (45). Chaque pixel d'une pluralité de pixels sur une surface de modulation du modulateur spatial de lumière (44) présente une forme rectangulaire dont les côtés sont parallèles à une première direction ou à une deuxième direction, et sont disposés en réseau à des intervalles réguliers le long de chacune de la première direction et de la deuxième direction. Lorsqu'un système de coordonnées xy, formé de l'axe x parallèle à la première direction et de l'axe y parallèle à la deuxième direction, est défini sur un plan d'image (46) à l'intérieur de la chambre, le dispositif de génération de faisceau lumineux (4) forme une pluralité de points de condensation de lumière dans un réseau régulier, de telle sorte que la valeur minimale δxmin des différences entre les valeurs de coordonnées x et la valeur minimale δymin des différences entre les valeurs de coordonnées y des positions centrales de la pluralité de points de condensation de lumière sont plus longues qu'une distance non chevauchante. Par conséquent, l'invention réalise un simulateur quantique et un procédé de simulation quantique qui permettent à une pluralité d'atomes d'être disposés en réseau de manière régulière avec une précision élevée. 量子シミュレータは、チャンバー、光ビーム発生装置４および光検出装置等を備える。光ビーム発生装置４は、光源４１、ビームエキスパンダ４２、空間光変調器４４およびレンズ４５を備える。空間光変調器４４の変調面上の複数の画素それぞれは、第１方向または第２方向に平行な辺を有する長方形の形状を有しており、第１方向および第２方向それぞれに沿って一定周期で配列されている。光ビーム発生装置４は、チャンバーの内部の像面４６上において、第１方向に平行なｘ軸と第２方向に平行なｙ軸とからなるｘｙ座標系を設定したときに、複数の集光スポットそれぞれの中心位置のｘ座標値の差の最小値δｘminおよびｙ座標値の差の最小値δｙminが非重複距離より長くなるように、複数の集光スポットを規則配列して形成する。これにより、複数の原子の規則配列を高精度に行うことができる量子シミュレータおよび量子シミュレーション方法が提供される。