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高斯玻色采样中 Hafnian 的二阶矩

量子物理 2025-04-29 v1

摘要

高斯玻色采样是展示量子优势的常用实验方法,但在充分理解其理论基础方面仍存在许多微妙之处。论证采样近似平均情况难度的一个重要组成部分是反集中性,这是输出概率的一个二阶矩性质。在高斯玻色采样中,这些概率由广义圆正交系综矩阵的 Hafnian 给出。在配套工作 [arXiv:2312.08433] 中,我们开发了一种图论方法来研究这些矩,并用它来识别反集中性中的一个相变。在本工作中,我们利用这些图论技术找到了二阶矩的递推表达式。尽管我们未能手工求解该递推式,但我们能够对其进行精确数值求解,求解至 Fock 扇区 2n=802n = 80。我们进一步推导了关于二阶矩的新解析结果。这些结果使我们能够精确定位反集中性中的相变,并进一步给出理想(无误差)器件的预期线性交叉熵基准测试分数。

关键词

引用

@article{arxiv.2403.13878,
  title  = {The Second Moment of Hafnians in Gaussian Boson Sampling},
  author = {Adam Ehrenberg and Joseph T. Iosue and Abhinav Deshpande and Dominik Hangleiter and Alexey V. Gorshkov},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2403.13878},
  year   = {2025}
}

备注

16+18 pages, 8+9 figures, 0+3 tables