Linear optics
રેખીય ઓપ્ટિક્સ એ ઓપ્ટિક્સનું પેટા ક્ષેત્ર છે, જેમાં રેખીય પ્રણાલીઓનો સમાવેશ થાય છે, અને તે બિનરેખીય ઓપ્ટિક્સની વિરુદ્ધ છે. રેખીય ઓપ્ટિક્સમાં લેન્સ, મિરર્સ, વેવપ્લેટ્સ, ડિફ્રેક્શન ગ્રેટિંગ્સ અને અન્ય ઘણા સામાન્ય ઓપ્ટિકલ ઘટકો અને સિસ્ટમોનો સમાવેશ થાય છે. જો ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમ રેખીય હોય, તો તેમાં નીચેના ગુણધર્મો છે (અન્ય લોકો વચ્ચે): જો મોનોક્રોમેટિક પ્રકાશ અપરિવર્તનશીલ રેખીય-ઓપ્ટિકલ સિસ્ટમમાં પ્રવેશ કરે, તો આઉટપુટ સમાન આવર્તન પર હશે. ઉદાહરણ તરીકે, જો લાલ પ્રકાશ લેન્સમાં પ્રવેશ કરે છે, તો તે લેન્સમાંથી બહાર નીકળે ત્યારે પણ લાલ રહેશે. સુપરપોઝિશન સિદ્ધાંત રેખીય-ઓપ્ટિકલ પ્રણાલીઓ માટે માન્ય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો અરીસો પ્રકાશ ઇનપુટ A ને આઉટપુટ B માં અને ઇનપુટ C ને આઉટપુટ D માં રૂપાંતરિત કરે છે, તો પછી A અને C નો સમાવેશ કરતું ઇનપુટ એક સાથે B અને D નું આઉટપુટ આપે છે. સંબંધિત રીતે, જો ઇનપુટ પ્રકાશને વધુ તીવ્ર બનાવવામાં આવે, તો આઉટપુટ પ્રકાશને વધુ તીવ્ર બનાવવામાં આવે છે પરંતુ અન્યથા તે બદલાતો નથી. બિનરેખીય ઓપ્ટિક્સમાં આ ગુણધર્મોનું ઉલ્લંઘન થાય છે, જેમાં વારંવાર ઉચ્ચ-શક્તિના સ્પંદિત લેસરો સામેલ હોય છે. ઉપરાંત, શોષણ અને ફ્લોરોસન્સ સહિતની ઘણી સામગ્રીની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓ રેખીય ઓપ્ટિક્સનો ભાગ નથી. રેખીય વિરુદ્ધ બિન-રેખીય પરિવર્તન (ઉદાહરણો) ઉદાહરણ તરીકે, અને ડીરાક કૌંસ સંકેતો (બ્રા-કેટ સંકેતો જુઓ) નો ઉપયોગ કરીને, પરિવર્તન રેખીય છે, જ્યારે પરિવર્તન બિન-રેખીય છે. ઉપરોક્ત ઉદાહરણોમાં, ફોટોનની સંખ્યાને રજૂ કરતો પૂર્ણાંક છે. પ્રથમ ઉદાહરણમાં પરિવર્તન ફોટોનની સંખ્યામાં રેખીય છે, જ્યારે બીજા ઉદાહરણમાં તે નથી. આ ચોક્કસ બિનરેખીય પરિવર્તન ઓપ્ટિકલ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. રેખીય વિરુદ્ધ બિનરેખીય ઓપ્ટિકલ ઉપકરણો (ઉદાહરણો) ફેઝ શિફ્ટર્સ અને બીમ સ્પ્લિટર્સ એ સામાન્ય રીતે રેખીય ઓપ્ટિક્સમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ઉપકરણોના ઉદાહરણો છે. તેનાથી વિપરીત, આવર્તન-મિશ્રણ પ્રક્રિયાઓ, ઓપ્ટિકલ કેર અસર, ક્રોસ-ફેઝ મોડ્યુલેશન અને રમન એમ્પ્લીફિકેશન, ઓપ્ટિક્સમાં બિનરેખીય અસરોના કેટલાક ઉદાહરણો છે. ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ સાથેના જોડાણો હાલમાં સંશોધનનું એક સક્રિય ક્ષેત્ર ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગમાં બિનરેખીય ઓપ્ટિક્સનો ઉપયોગ વિરુદ્ધ રેખીય ઓપ્ટિક્સનો ઉપયોગ છે. ઉદાહરણ તરીકે, રેખીય ઓપ્ટિકલ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગનું એક મોડેલ, કે. એલ. એમ. મોડેલ, ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ માટે સાર્વત્રિક છે, અને બીજું મોડેલ, બોસોન સેમ્પલિંગ-આધારિત મોડેલ, બિન-સાર્વત્રિક (ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ માટે) હોવાનું માનવામાં આવે છે, તેમ છતાં તે હજુ પણ શાસ્ત્રીય કમ્પ્યુટર કરતાં ઝડપથી કેટલીક સમસ્યાઓ હલ કરવામાં સક્ષમ હોવાનું જણાય છે. ઉપર પ્રસ્તુત કરેલ ચોક્કસ બિનરેખીય પરિવર્તન, (કમ્પ્યુટર વિજ્ઞાન પરિભાષાનો ઉપયોગ કરતી વખતે "દ્વાર" તરીકે ઓળખાતું), ઓપ્ટિકલ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છેઃ એક તરફ, તે દ્વારોનો સાર્વત્રિક સમૂહ મેળવવા માટે ઉપયોગી છે, અને બીજી તરફ, (માત્ર) રેખીય-ઓપ્ટિકલ ઉપકરણો અને ચોક્કસ પરિણામોની પસંદગી પછીની વત્તા ફીડ-ફોરવર્ડ પ્રક્રિયા સાથે, તેને ઉચ્ચ સફળતાની સંભાવના સાથે લાગુ કરી શકાય છે, અને કે. એલ. એમ. મોડેલમાં કરવામાં આવ્યું છે તેમ સાર્વત્રિક રેખીય-ઓપ્ટિકલ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ મેળવવા માટે તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઓપ્ટિક્સ ક્વોન્ટમ ઓપ્ટિક્સ નોનલિનીયર ઓપ્ટિક્સ લિનિયર ઓપ્ટિકલ ક્વોન્ટમ કમ્પ્યુટિંગ (એલ. ઓ. ક્યુ. સી.) કે. એલ. એમ. મોડલ ફોર એલ. ઓ. ક્યુ. સી. ઓપ્ટિકલ ફેઝ સ્પેસ ઓપ્ટિકલ ફિઝિક્સ નોનક્લાસિકલ લાઇટ ઓપ્ટિક્સ પણ જુઓ.