Linear optics
रैखिक प्रकाशिकी प्रकाशिकी का एक उप-क्षेत्र है, जिसमें रैखिक प्रणालियाँ शामिल हैं, और यह अरैखिक प्रकाशिकी के विपरीत है। रैखिक प्रकाशिकी में लेंस, दर्पण, तरंगफलक, विवर्तन ग्रेटिंग और कई अन्य सामान्य ऑप्टिकल घटकों और प्रणालियों के अधिकांश अनुप्रयोग शामिल हैं। यदि एक प्रकाशिक प्रणाली रैखिक है, तो इसके निम्नलिखित गुण हैं (दूसरों के बीच): यदि एकवर्णी प्रकाश एक अपरिवर्तनीय रैखिक-प्रकाशिक प्रणाली में प्रवेश करता है, तो उत्पादन समान आवृत्ति पर होगा। उदाहरण के लिए, यदि लाल प्रकाश लेंस में प्रवेश करता है, तो यह लेंस से बाहर निकलने पर भी लाल रहेगा। सुपरपोजिशन सिद्धांत रैखिक-ऑप्टिकल प्रणालियों के लिए मान्य है। उदाहरण के लिए, यदि एक दर्पण प्रकाश इनपुट ए को आउटपुट बी में और इनपुट सी को आउटपुट डी में बदल देता है, तो ए और सी से युक्त एक इनपुट एक साथ बी और डी का आउटपुट देता है। संबंधित रूप से, यदि इनपुट प्रकाश को अधिक तीव्र बनाया जाता है, तो आउटपुट प्रकाश को अधिक तीव्र बनाया जाता है लेकिन अन्यथा अपरिवर्तित रहता है। गैर-रेखीय प्रकाशिकी में इन गुणों का उल्लंघन किया जाता है, जिसमें अक्सर उच्च शक्ति वाले स्पंदित लेजर शामिल होते हैं। इसके अलावा, अवशोषण और प्रतिदीप्ति सहित कई भौतिक अंतःक्रियाएं रैखिक प्रकाशिकी का हिस्सा नहीं हैं। रैखिक बनाम गैर-रैखिक परिवर्तन (उदाहरण) एक उदाहरण के रूप में, और डीराक कोष्ठक संकेतनों का उपयोग करते हुए (ब्रा-केट संकेतन देखें), परिवर्तन रैखिक है, जबकि परिवर्तन गैर-रैखिक है। उपरोक्त उदाहरणों में, फोटॉनों की संख्या का प्रतिनिधित्व करने वाला एक पूर्णांक है। पहले उदाहरण में परिवर्तन फोटॉनों की संख्या में रैखिक है, जबकि दूसरे उदाहरण में यह नहीं है। यह विशिष्ट अरैखिक परिवर्तन ऑप्टिकल क्वांटम कंप्यूटिंग में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। रैखिक बनाम अरैखिक ऑप्टिकल उपकरण (उदाहरण) फेज शिफ्टर और बीम स्प्लिटर आमतौर पर रैखिक प्रकाशिकी में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों के उदाहरण हैं। इसके विपरीत, आवृत्ति-मिश्रण प्रक्रियाएँ, ऑप्टिकल केर प्रभाव, क्रॉस-फेज मॉडुलन और रमन प्रवर्धन, प्रकाशिकी में अरैखिक प्रभावों के कुछ उदाहरण हैं। क्वांटम कम्प्यूटिंग से संबंध वर्तमान में अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र क्वांटम कंप्यूटिंग में रैखिक प्रकाशिकी बनाम अरैखिक प्रकाशिकी का उपयोग है। उदाहरण के लिए, रैखिक ऑप्टिकल क्वांटम कंप्यूटिंग का एक मॉडल, के. एल. एम. मॉडल, क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए सार्वभौमिक है, और एक अन्य मॉडल, बोसॉन नमूना-आधारित मॉडल, को गैर-सार्वभौमिक (क्वांटम कंप्यूटिंग के लिए) माना जाता है, फिर भी अभी भी कुछ समस्याओं को एक शास्त्रीय कंप्यूटर की तुलना में तेजी से हल करने में सक्षम प्रतीत होता है। ऊपर प्रस्तुत विशिष्ट अरैखिक परिवर्तन, (कंप्यूटर विज्ञान शब्दावली का उपयोग करते समय "एक द्वार" कहा जाता है), ऑप्टिकल क्वांटम कंप्यूटिंग में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता हैः एक ओर, यह द्वारों के एक सार्वभौमिक समूह को प्राप्त करने के लिए उपयोगी है, और दूसरी ओर, (केवल) रैखिक-ऑप्टिकल उपकरणों और विशिष्ट परिणामों के चयन के बाद और एक फीड-फॉरवर्ड प्रक्रिया के साथ, इसे उच्च सफलता की संभावना के साथ लागू किया जा सकता है, और सार्वभौमिक रैखिक-ऑप्टिकल क्वांटम कंप्यूटिंग प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जा सकता है, जैसा कि के. एल. एम. मॉडल में किया गया है। एल. ओ. क्यू. सी. ऑप्टिकल फेज स्पेस ऑप्टिकल फिजिक्स नॉनक्लासिकल लाइट ऑप्टिक्स के लिए प्रकाशिकी क्वांटम ऑप्टिक्स अरैखिक प्रकाशिकी रैखिक क्वांटम कंप्यूटिंग (एल. ओ. क्यू. सी.) के. एल. एम. मॉडल भी देखें।