量子线性光学中李代数不变量的观测
量子物理
2025-05-07 v1
摘要
在过去的几年里，人们发展了各种方法来设计和利用光子量子态在线性光学网络中演化时的动力学。近期的理论工作表明，底层的李代数结构在线性光学哈密顿量的描述中起着至关重要的作用，因为这种形式体系识别了受线性光学动力学支配的光子系统中的内禀对称性。在此，我们实验研究了李代数在玻色采样背景下的作用，玻色采样是当前理解光子量子信息中计算复杂性机制的关键模型。我们在一个完全可重构的光子电路中实现了复杂度递增的实验，结果表明采样实验确实满足李代数结构所隐含的约束。此外，我们还提供了一个全面的图景，说明如何从量子光学中n阶相关函数的角度来诠释李代数不变量的概念。我们的工作展示了李代数不变量如何被用作基准工具，以检验底层线性光学动力学的正确性，并验证玻色采样实验的可靠性。这为将代数启发的方法用作基于光子的量子计算协议的验证工具开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.2505.03001,
title = {Observation of Lie algebraic invariants in Quantum Linear Optics},
author = {Giovanni Rodari and Tommaso Francalanci and Eugenio Caruccio and Francesco Hoch and Gonzalo Carvacho and Taira Giordani and Nicolò Spagnolo and Riccardo Albiero and Niki Di Giano and Francesco Ceccarelli and Giacomo Corrielli and Andrea Crespi and Roberto Osellame and Ulysse Chabaud and Fabio Sciarrino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.03001},
year = {2025}
}