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光コンピューティング：高次元光コンピューティングに向けた偏光度変調
Nature 657, 8131 doi: 10.1038/s41586-026-10891-z
空間光変調は、現代のフォトニクスの基礎である。フォトニック情報処理における極めて重要な進歩は、光の位相と偏光状態（SOP）の空間的操作に依存している。偏光度（DOP）は、追加の情報資源となり得る基本特性である。しかし、DOPをプログラム可能なやり方で空間変調できる技術は、現状では存在しない。今回我々は、DOPの空間変調を実証し、それによって光の新たな自由度の制御を実現した。我々は、位相のみを変調する空間光変調器を用いて偏光統計をマイクロメートルスケールで制御することによって、SOPとDOPを完全にプログラム可能な1024を超える空間モードを実現した。この構造化された光は、その偏光成分が任意の形状に成形されており、高次元空間に情報を直接符号化することを可能にしている。我々は、赤–緑–青（RGB）空間とポアンカレ球の体積との間の1対1のマッピングを用いることで、カラー画像を単一波長のレーザーに符号化した。偏光カラー（ポアンカレ球の内部にマッピングされたRGB色情報）によって、光コンピューティングと暗号化スキームの次元数が拡張され、これは、（1）高次元フォトニックニューラルネットワークによるカラー画像の完全並列フォトニック分類と、（2）高安全な多次元光暗号化によって実証された。高次元データを光学的に処理するこれらの手法は、DOP変調がフォトニクス、暗号技術、コンピューティングの分野においてもたらす機会を浮き彫りにしている。
