位移单光子 Fock 态与单光子叠加相干态的玻色取样——线性光学中的量子 - 经典界限与计算复杂度跃迁

玻色取样是一种特定的量子计算，在经典计算机上可能难以高效实现。该任务是对输入单光子 Fock 态的线性光学干涉网络的输出光子数分布进行取样。一个被提出的问题是，与输入线性光学网络的其他光量子态（Fock 态除外）及相关输出探测策略相关的取样问题，是否也具有与玻色取样相似的计算复杂度。我们考虑了通过位移操作区别于 Fock 态的态，即位移 Fock 态和光子叠加相干态。容易证明，对于所有位移值，与位移单光子 Fock 态及位移光子数探测方案相关的取样问题属于与玻色取样相同的复杂度类。另一方面，我们表明，与单光子叠加相干态及相同的位移光子数探测方案相关的取样问题表现出计算复杂度跃迁。当输入相干振幅足够小时，其难度与玻色取样相当；而在大相干振幅极限下，则转变为经典可模拟的问题。