Моделирование переключателей для CNOT-вентилей, основанных на взаимодействии между оптическими волноводами, с применением теории связанных волноводов

Данная работа посвящена моделированию взаимодействий в системе связанных плоских оптических волноводов, поддерживающих распространение двух направленных мод, с целью её использования в качестве переключателя для CNOT-вентиля волноводной квантовоподобной оптической модели вычислений. Для решения системы уравнений Максвелла, описывающих данную систему, используется теория связанных волноводов. Полученная система дифференциальных уравнений на амплитудные коэффициенты упрощается с использованием асимптотического анализа до уравнений, имеющих аналитическое решение. Полученное решение используется для реализации быстрого алгоритма подбора параметров системы связанных оптических волноводов, при которых обмен энергии осуществляется так, чтобы система корректно выполняла функцию переключателя. Помимо этого, производится численное решение более полной системы уравнений, учитывающей взаимодействие между модами различных порядков с целью оценки влияния этого явления на вычислительную точность этого устройства. Было установлено, что подобное устройство может быть изготовлено в размере, не превышающем 1 мм при вычислительной ошибке, не превышающей 3 %.