含噪高斯玻色采样经典可模拟性的 regime
量子物理
2020-03-18 v2
摘要
作为展示量子计算优越性的一个有希望的候选者，高斯玻色采样（GBS）旨在利用高斯态易于实验制备的特点。然而，足够大且不可避免的实验噪声可能使 GBS 可被经典模拟。在这项工作中，我们通过将近似多项式时间经典模拟含噪 GBS 的一个充分条件形式化为输入压缩参数、总体透射率与光子探测器质量之间的一个不等式，使这一直觉严格化。我们的结果作为一种非经典性检验，任何基于 GBS 的量子计算优越性展示都必须通过。我们表明，对于大多数线性光学架构，其中光子损耗随电路深度指数增长，含噪 GBS 在渐近极限下失去其量子优势。因此，我们的结果划定了在中等问题规模下、适度噪声水平时 GBS 设备可能显著优于经典计算机的区域。最后，我们发现增加输入压缩量有助于规避我们的经典模拟算法，这暗示了一条减轻光子损耗的潜在途径。
引用
@article{arxiv.1905.12075,
title = {Regimes of classical simulability for noisy Gaussian boson sampling},
author = {Haoyu Qi and Daniel J. Brod and Nicolás Quesada and Raúl García-Patrón},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.12075},
year = {2020}
}
备注
13 pages, 4 figures, final version accepted for publication in Physical Review Letters