Enhanced Two-Parameter Phase-Space-Displacement Estimation Close to Dissipative Phase Transition
提出了一种基于驱动耗散量子系统的量子传感器，用于联合估计表征相空间位移的两个共轭变量。该量子探针由二能级原子和玻色子模组成的晶格系统，它们通过偶极耦合相互作用。相干动力学和玻色子激发损失耗散过程之间的相互作用导致一个稳定的状态，表现出非分析行为。我表明，接近耗散相变的共轭参数之一的灵敏度，无论是位移的相位的幅度可以显着增强。此外，我证明了这两个参数的测量不确定度之和可以克服标准量子极限。
2020-08-02 quant-ph
Controlled Displacement of Stored Light at Room Temperature
Humboldt-Universität zu Berlin（柏林洪堡大学）；National Cheng Kung University（国立成功大学）；Ferdinand-Braun-Institut (FBH)（费迪南德·布劳恩研究所）
本研究在常温下实现了存储光脉冲的受控位移，通过干涉方案测量位移速度，拓展了量子记忆的应用范围，为高灵敏度速度测量提供了新方法。
2025-05-06 quant-ph
Exploring the quantum capacity of a Gaussian random displacement channel using Gottesman-Kitaev-Preskill codes and maximum likelihood decoding
本文通过分析多模GKP码的纠错性能探索高斯随机位移信道$N_σ$的量子容量，利用MLD和张量网络解码器发现GKP码在更大的$σ$值下仍可实现非零传输率，缩小了理论边界与实际纠错码性能的差距。
2025-05-27 quant-ph
Efficient verification of Boson Sampling
量子加速，也被称为量子计算霸权，即量子计算机的能力大大超过其经典同行，是量子计算领域的一个重要里程碑。虽然量子加速实验逐渐摆脱了经典模拟的机制，但它们仍然缺乏有效的验证协议，并且依赖于部分验证。在这里，我们推导出一个有效的协议，用于验证与单模高斯测量的输出状态的一大类连续变量量子线路演示量子加速，包括玻色子采样实验，从而使一个令人信服的演示量子加速与光子计算。除了量子加速的里程碑，我们的研究结果也使一大类棘手的连续变量多模量子态的有效和可靠的认证。
2021-11-09 quant-ph
Classical simulability of noisy boson sampling
量子力学保证了经典计算机无法企及的计算能力。目前的技术正处于实验证明量子计算与经典设备相比具有优越性能的边缘。为了使这样的演示有意义，实验噪声必须不影响设备的计算能力;当经典算法可以使用噪声来模拟量子系统时，就会发生这种情况。在这项工作中，我们演示了一个算法，模拟玻色子采样，一个量子优势演示的基础上，不可分辨玻色子的多体量子干涉，在光损耗的存在。找到这种近似变得有效的噪声水平，可以让我们绘制出仍有可能证明量子优势的最大缺陷水平。我们表明，目前的光子技术达不到这个基准。这些结果对玻色子取样作为量子优势证明的适用性提出了质疑。
2019-04-01 cond-mat.stat-mech physics.optics quant-ph
Conditional not displacement: fast multi-oscillator control with a single qubit
本文提出条件非位移控制方法，利用单个辅助量子比特弱耦合多个谐振子模式，实现快速且独立的多模玻色态生成与控制，并在超导transmon-多模腔系统中验证了纠缠猫态制备、低串扰操作及超越耦合速率倒数近2个数量级的操作速度。
2024-04-03 quant-ph
Experimental demonstration of single-shot quantum and classical signal transmission on single wavelength optical pulse
用于经典相干通信系统的高灵敏度检测技术的进步已经将接收信号功率要求降低到每比特几个光子。在这个层次上，人们可以利用量子噪声来创建安全的通信，使用连续变量量子密钥分发（CV-QKD）。因此，在这项工作中，我们将CV-QKD信号嵌入经典信号中，并在25公里的光纤上同时传输经典数据和安全密钥。这是通过使用一种新的相干位移态发生器，它具有被用于广泛的量子光学实验的潜力。这种方法消除了量子通信系统对单独信道的需要，并允许针对给定通信规范降低系统带宽。因此，该演示展示了一种在传统经典通信系统中实现直接量子物理层安全的方法，在实用和低成本实现方面取得了重大进展。
2019-07-22 quant-ph
Quantum computational advantage of noisy boson sampling with partially distinguishable photons
本文研究部分可区分光子噪声对 boson sampling 经典不可解性的影响，证明平均 O(log N) 个可区分光子仍保持理想复杂度，为含噪实验实现量子计算优越性提供理论依据。
2025-07-08 quant-ph
Experimental Scattershot Boson Sampling
玻色子采样是一项被强烈认为对经典计算机来说很难的计算任务，但可以通过专门的量子计算机中的协调玻色子干涉来有效解决。然而，目前的实验方案仍然不足以令人信服地证明量子计算相对于经典计算的优势。这个任务的一个新的变化，散射玻色子采样，导致量子设备的速度指数增加，使用更多的光子源的基础上参数下转换。这是通过将多个预示的单光子逐个发射地发送到干涉仪的不同随机输入端口中来实现的。在这里，我们报告的第一个散射玻色子采样实验，其中六个不同的光子对源耦合到集成光子电路。我们采用最近提出的统计工具来分析我们的实验数据，提供了强有力的证据，我们的光子量子模拟器的工作原理如预期。这种方法代表了一个重要的飞跃，朝着令人信服的实验证明量子计算的霸权。
2015-05-14 quant-ph
Optimal Displacement Sensing with Spin-Dependent Squeezed States
University of Amsterdam（阿姆斯特丹大学）；QuSoft；University of Sydney（悉尼大学）；Sydney Nano Institute, University of Sydney（悉尼大学悉尼纳米研究所）；Indian Institute of Technology Madras（马德拉斯印度理工学院）；Center for Quantum Information, Communication and Computing, Indian Institute of Technology Madras（马德拉斯印度理工学院量子信息、通信与计算中心）
提出使用自旋依赖压缩态实现多体位移传感，证明其量子Cramér-Rao界达到海森堡极限，并给出可扩展的制备方案和实验实现。
2026-07-01 quant-ph
Non-linear Boson Sampling
本文将非线性光子-光子相互作用引入玻色子采样框架，并通过显式线性光学模拟方案分析其复杂度增强，有望为近期受限光子量子计算机带来新应用。
2021-10-26 quant-ph
Displacement operators: the classical face of their quantum phase
在量子力学中，代表系统在位置或动量上的位移的算符总是伴随着一个依赖于路径的相位因子。特别地，相空间中的两个非平行位移并不以简单的方式合成在一起，并且这些位移的顺序导致不同的位移合成相因子。这些相位因子通常归因于量子位置和动量算符之间的非零交换子，但这样的数学解释可能对追求更多物理见解的学生不满意。我们提出了一对夫妇的简单演示，使用经典的波动力学和经典粒子力学，提供一些物理直观的相位与位移算子。
2017-08-08 physics.atom-ph physics.ed-ph quant-ph
Experimental loopback boson sampling
本研究通过光学反馈线路在光子间引入时间关联，基于25模式干涉仪实验演示了回环玻色取样，验证其复杂度高于标准玻色取样，为单光子量子优势的可扩展演示提供了资源高效的新方法。
2025-11-12 quant-ph
Boson sampling with displaced single-photon Fock states versus single-photon-added coherent states---The quantum-classical divide and computational-complexity transitions in linear optics
玻色子采样是一种特殊的量子计算，很难在经典计算机上有效实现。该任务是采样的线性光学干涉网络的输出光子数分布，这是与单光子Fock态输入馈给。已经提出的一个问题是，与光的任何其他输入量子态（除了Fock态）相关联的采样问题和合适的输出检测策略是否也具有与玻色子采样类似的计算复杂度。我们考虑通过位移操作不同于Fock态的态，即位移Fock态和加光子相干态。很容易证明，与位移单光子Fock态和位移光子数探测方案相关的采样问题与所有位移值的玻色子采样具有相同的复杂性。另一方面，我们表明，与单光子增加相干态和相同的位移光子数检测方案相关的采样问题表现出计算复杂性的转变。当输入相干振幅足够小时，它从与玻色子采样一样困难过渡到在大相干振幅的限制下的经典可模拟问题。
2015-02-27 quant-ph
Boson Sampling from Gaussian States
我们提出了一个广义玻色子采样问题。强有力的证据表明，这样的问题在经典计算机上成为玻色子数量的函数。我们描述了一个量子光处理器，可以有效地解决这个问题的基础上高斯输入状态，线性光网络和非自适应光子计数测量。目前，构建这样一个处理器所需的所有元素都存在。这种设备的演示将提供第一个经验证据，证明量子计算机确实可以超越经典计算机，并可能导致应用。
2013-11-10 quant-ph
Experimental demonstration of boson sampling as a hardware accelerator for monte carlo integration
该研究利用重要性采样将积分拆分为量子玻色采样分布与经典函数，并通过可编程光子实验验证其作为蒙特卡洛积分硬件加速器的可行性。
2025-09-29 physics.atm-clus physics.comp-ph physics.optics
Experimental demonstration of enhanced quantum tomography via quantum reservoir processing
本文在玻色子电路量子电动力学平台上实验演示了量子储层处理用于连续变量态重构，通过最小测量集学习系统动力学，实现高保真重构并优于理想模型，有效处理非理想性。
2025-06-20 quant-ph
Optimizing spontaneous parametric down-conversion sources for boson sampling
光子量子技术的一个重要步骤是通过玻色子采样证明量子优势。为了避免玻色子采样的经典相似性，光子需要几乎完全相同并且几乎没有损失。这两个要求通过光谱过滤连接，改善一个导致另一个的降低。产生单光子的一种经证实的方法是自发参量下转换（SPDC）。我们表明，一个最佳的权衡之间的不可压缩性和损失，总是可以找到SPDC。我们的结论是，50光子散射拍摄玻色子采样实验使用SPDC源是可能的，从计算复杂度的角度来看。为此，我们数值优化的SPDC源下的弱抽运制度和一个单一的空间模式。
2020-01-10 quant-ph
Marginal probabilities in boson samplers with arbitrary input states
随着最近Zhong等人声称在光子学中证明了量子优势，在任意可分辨性下任意量子态玻色子采样的低阶近似计算问题已成为人们关注的焦点。在这项工作中，我们提出的结果在这个方向上，建立在Clifford和Clifford的结果。特别是，我们显示：1）如何计算任意量子态的边缘检测概率（即检测到一些但不是所有光子的概率）。2)利用第一个结果，将Clifford和Clifford的采样算法推广到任意光子可分辨性和任意输入量子态。3)如何将量子干涉的截断纳入采样算法。4)考虑最近光子量子优势实验的极大似然验证的一个注记。
2020-12-29 quant-ph
A quantum hardware-induced graph kernel based on Gaussian Boson Sampling
一种名为“高斯玻色子采样器”的设备最初被提出来作为经典难以处理的量子计算的近期演示。如最近所示，它也可以用来判断两个图是否同构。基于这些结果，我们构建了一个特征图和图形相似性度量或“图形内核”使用的样本从设备。我们表明，该内核的表现良好，相比标准的图形内核在典型的基准数据集，并提供了一个理论上的动机，这种成功，连接高斯玻色子采样器的分布子图中的匹配的数量。我们的研究结果有助于一种新的方式来思考内核作为（量子）硬件有效的特征映射，并导致一个有趣的应用程序，近期量子计算。
2019-10-16 quant-ph
On the classical complexity of sampling from quantum interference of indistinguishable bosons
实验证明的量子优势与经典模拟玻色子采样目前正在深入调查。线性光学平台和实验上所需的玻色子数量似乎存在可扩展性问题，例如H.~最近在$60$端口干涉仪上使用$20$光子进行的玻色子采样。Wang~ \textit{et al}，\textit{Phys. Rev. Lett.} \textbf{123,} 250503（2019），通常在小干涉仪上进行，比无碰撞状态所需的尺寸小得多。在证明量子优势之前，迫切需要准确估计当使用较小尺寸的干涉仪时，如何减少从玻色子采样的输出分布进行采样所需的经典计算。目前的工作提供了这样一个结果，有效的任意接近$1$的概率，这减少了在无碰撞制度，以前的估计由P。Clifford和R.~克利福德直接应用于当前玻色子采样实验的结果之一是，在$M$端口干涉仪上从$N$单玻色子的干涉进行经典采样至少与在无碰撞区域中使用$\mathcal{N}= \frac{N}{1+N/M}$单玻色子一样困难，即，在具有至少$\mathcal{M}\gg N^2$端口的大得多的干涉仪上。
2021-09-03 cs.DS quant-ph
Hybrid boson sampling-neural network architecture for enhanced classification
Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学基础与前沿研究院）；Key Laboratory of Quantum Physics and Photonic Quantum Information, Ministry of Education, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学量子物理与光子量子信息教育部重点实验室）；Shimmer Center, Tianfu Jiangxi Laboratory（天府江西实验室 shimmer 中心）
该研究提出混合玻色子采样-神经网络框架，构建量子核增强支持向量机分类，在四个数据集上优于经典核，展示量子增强机器学习的潜力。
2026-10-19 quant-ph
Boson Sampling with Gaussian input states: toward efficient scaling and certification
本文提出结合连续变量量子信息与时间编码，利用双零差检测、时间环路和散射玻色采样技术，在单一实验装置中实现玻色采样实验的高效扩展与认证。
2024-11-13 quant-ph
Transverse Distance Estimation with Higher-Order Hermite-Gauss modes
本文提出利用高阶厄米-高斯模式进行横向位移传感，证明相邻模式投影测量可获得随模式阶数线性增长的最优Fisher信息，并通过实验验证高阶模式使估计方差降低一个数量级，为超灵敏位移测量提供了简单可扩展的方案。
2025-06-03 physics.optics quant-ph
Exact simulation of Gaussian Boson Sampling in polynomial space and exponential time
本文介绍了一种精确的经典算法来模拟高斯玻色子采样（GBS）。该算法的复杂性是探测到的光子数量的指数，这本身是一个随机变量。对于固定数量的模式，复杂性实际上等于计算输出概率的复杂性，直到常数前因子。该仿真算法可以推广到其他模型，如GBS与阈值检测器，GBS与位移，和高斯状态的采样线性组合。在将非负矩阵编码到GBS设备中的特定情况下，我们的方法导致具有多项式运行时间的近似采样算法。我们实现的算法，使代码公开的Xanadu的海象库的一部分，并基准测试其性能GBS随机Haar干涉仪和编码Erdens-Renyi图。
2020-11-16 quant-ph
Gaussian boson sampling with click-counting detectors
研究使用点击计数探测器进行Gaussian boson sampling，提出新矩阵函数Kensingtonian并证明其不可高效模拟。
2024-02-13 quant-ph
Simulating and assessing boson sampling experiments with phase-space representations
摩尔定律的终结和潜在的量子优势推动了对新的、特定于应用的量子计算机的研究，这些量子计算机的性能超过了任何经典计算机。光子网络是很有希望的例子，具有实验演示和获得量子计算机来解决经典不可能解决的问题的潜力。这带来了一个挑战：如何设计或理解这样的光子网络？必须能够使用能够处理任意输入、耗散和噪声的一般方法来计算可观测量。我们开发了新的复相空间软件来模拟这些光子网络，并将其应用于玻色子采样实验。我们的技术给采样误差的数量级低于实验相关测量相同数量的样本。我们表明，这些技术消除了系统误差在以前的算法估计相关性，在某些情况下，误差有很大的改善。此外，我们获得了一个可扩展的通道组合策略，用于评估玻色子采样设备。
2018-02-19 quant-ph
Classically simulating near-term partially-distinguishable and lossy boson sampling
玻色子采样是从线性光学干涉仪输出的不可分辨的单光子的相同分布中采样的问题。这是一个非通用量子计算的例子，被认为在短期内是可行的，不能在经典机器上模拟。像所有声称的“量子霸权”的演示一样，这促使优化经典模拟方案以实现问题的现实模型，在这种情况下，当实现遇到丢失或可区分的光子时，玻色子采样。虽然目前的模拟方案充分不完美玻色子采样是经典的有效性，原则上多项式运行时间可能是不切实际的大。在这项工作中，我们开发了一个方案的经典模拟玻色子采样均匀的可分辨性和损失的基础上，从分布的采样的想法，其中最多k个光子是不可区分的。我们表明，渐近此方案可以提供一个多项式的改进，在运行时相比，经典模拟理想玻色子采样。更重要的是，我们表明，在该制度认为实验相关的，我们的方法给出了一个显着的改善，在运行时间比其他经典的模拟方法。
2019-06-28 quant-ph
On computational complexity and average-case hardness of shallow-depth boson sampling
NextQuantum Innovation Research Center, Department of Physics and Astronomy, Seoul National University（首尔大学物理与天文学系Next量子创新研究中心）；Department of Physics, Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院物理系）
本文研究了浅层深度玻色采样的计算复杂性和平均情况硬度，探讨了在噪声环境下通过浅层玻色采样实现量子计算优势的可行性。
2026-03-11 quant-ph
Boson sampling with random numbers of photons
多光子干涉是量子传感和信息处理中的量子基础和应用的核心。特别是，玻色子采样实验有可能证明量子计算的优越性，同时只依赖于线性光学干涉仪中的多光子干涉。然而，即使当光子损失是可以忽略不计的，可扩展的实验的挑战，在每个实验样本中的大量的单光子的概率源的当前计划的成功的概率的快速下降。值得注意的是，我们展示了一种新的玻色子采样方案，其中成功的概率随着输入光子的数量而增加，而不是减少，最终接近一个单位值，即使是非确定性的来源。这是通过同时对占用的输入端口的数量和每个端口的输入光子的数量进行采样来实现的，与之前的方案不同，在之前的方案中，占用的端口的数量在每次实验运行时是固定的。因此，这些结果提供了一个新的令人兴奋的路线，以未来的量子计算霸权与可扩展的实验资源的演示。
2020-06-05 quant-ph
Noise thresholds for classical simulability of non-linear Boson sampling
玻色子采样是一个很难在经典机器上模拟的计算问题，它是一个很有希望的候选者，可以用玻色子来实验演示量子优势。然而，不可避免的实验噪声和缺陷，如干涉仪的损失和检测器的随机计数，可能会挑战采样任务进入量子优势是可以实现的制度。在这项工作中，我们引入高阶非线性作为一种手段，以提高计算复杂性的问题和协议的鲁棒性对噪声，即增加噪声阈值，允许执行一个有效的经典模拟的问题。利用相空间方法，基于相关准概率分布的负体积，我们建立了一个必要的非经典性条件，任何量子优势的实验证明必须满足。我们的研究结果表明，在输入状态准备水平的单模克尔非线性的增加，同时保持线性光学的演变，使玻色子采样协议更强大的抗噪声，从而放松了对噪声参数的限制，需要显示量子优势。
2022-10-11 quant-ph
Teleamplification on the Borealis boson-sampling device
本文将远程放大理论方案适配至 Borealis 玻色采样设备，实验演示可变增益的压缩真空态无噪声线性放大，保真度达 50%–93%。
2023-12-07 quant-ph
Spontaneous parametric down-conversion photon sources are scalable in the asymptotic limit for boson-sampling
玻色子采样已经成为后经典光量子计算的一个有前途的途径，最近已经进行了许多基本的演示。自发参量下转换（SPDC）是制备单光子态的主要方法，是目前大多数光学量子信息处理实现中采用的技术。在这里，我们提出了一个简单的架构玻色子采样的基础上多路复用SPDC源，并证明该架构是有限的，仅由后选择检测效率假设其他错误，如光谱杂质，暗计数，和干涉不稳定性是可以忽略不计的。对于任何给定数量的输入光子，存在允许后选择的最小检测器效率。如果达到这种效率，SPDC源中的光子数误差足够低，以保证大多数时间的正确玻色子采样。在该方案中，所需的探测器效率必须随光子数呈指数增加。因此，我们表明，理想化的SPDC源将不会成为未来玻色子采样实现的瓶颈。相反，光电探测效率是限制因素，因此未来的实现可能继续采用SPDC源。
2014-04-14 quant-ph
Input phase noise in Gaussian Boson sampling
Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学）；Paderborn University（帕德博恩大学）
本文研究了Gaussian玻色采样中输入态相位噪声对计算难度的影响，发现即使存在噪声，纠缠熵仍线性增长，表明该噪声仍难以用张量网络模拟，可能实现量子优势。
2026-08-06 quant-ph
Sufficient conditions for hardness of lossy Gaussian boson sampling
本文为光子损耗下的有损高斯玻色采样建立了经典不可处理性的复杂性理论基础，确定了保持与理想GBS相同复杂性水平的损耗阈值，并通过统计距离量化推导出损耗率判据。
2025-11-11 quant-ph
Quantum corrections to the dynamics of interacting bosons: beyond the truncated Wigner approximation
我们发展了一个关于相互作用玻色子系统经典演化的量子涨落的自洽微扰理论。零级近似给出了经典的Gross-Pitaevskii方程。在下一个顺序中，我们恢复截断Wigner近似，其中演化仍然是经典的，但初始条件根据初始密度矩阵的Wigner变换分布。进一步的修正可以被描述为量子散射事件，它以可观测到的场沿着其经典演化的无穷小位移的非线性响应的形式出现。在文章的最后，我们给出了几个数值例子来验证的形式主义。
2005-08-01 cond-mat.stat-mech quant-ph
Gaussian boson sampling at finite temperature
本文研究热噪声对高斯玻色采样等量子光学采样经典不可解性的影响，给出高效经典模拟的参数不等式条件，并确定使实验可经典模拟的阈值温度。
2024-01-23 quant-ph
Quantum Computational Advantage via High-Dimensional Gaussian Boson Sampling
光子学是一个很有前途的平台，通过在定义明确的计算任务上超越最强大的经典超级计算机来展示量子计算优势（QCA）。尽管有这样的承诺，现有的建议和示范面临挑战。实验上，高斯玻色子采样（GBS）的当前实现缺乏可编程性或具有过高的丢失率。理论上，GBS的经典硬度相对缺乏严格的证据。在这项工作中，我们在改善理论证据和实验前景方面取得了进展。我们提供的证据GBS的硬度，相当于最强的理论建议QCA。我们还提出了一种新的QCA架构，我们称之为高维GBS，这是可编程的，可以实现低损耗，使用很少的光学元件。我们表明，特定的算法模拟GBS的高维GBS实验在适度的系统大小优于。因此，这项工作开辟了展示QCA与可编程光子处理器的道路。
2022-01-28 quant-ph
On classical simulation algorithms for noisy Boson Sampling
我们提出了一个经典的算法，近似样本从某些噪声玻色子采样实验的输出分布。该算法的灵感来自Aharonov，Gao，Landau，Liu和Vazirani的最新结果，并利用了Kalai和Kindler最初的观察结果，即具有高斯噪声模型的玻色子采样实验的输出概率可以近似为稀疏的低次多项式。这种观察本身不足以用于经典采样，因为其边际概率可能无法用稀疏低次多项式近似，而且近似概率可能为负。我们解决这个问题，采用第一量化表示，给出一个算法，用于计算这些实验的边际概率。我们证明了当总噪声率为常数时，该算法在输入光子数$N$和精度上都是时间准多项式。当总噪声率按$1-x_1^γ$缩放时，对于恒定的$x_1$和$γ=Ω(\log N)$，运行时间变为多项式。此外，我们研究了噪声玻色子采样与实际相关的噪声模型，如部分可重复性和光子损失。我们表明，同样的技术并不立即适用于这些设置，留下开放的可能性，这些噪声模型在某些参数制度的噪声量子优势的可扩展的演示。
2023-01-27 quant-ph
Transition of Anticoncentration in Gaussian Boson Sampling
本文开发了图论框架分析高斯玻色采样分布的各阶矩，发现其反集中特性随初始压缩模式数与末端测量光子数的比例发生转变，揭示了实现量子优势的关键统计条件。
2024-03-20 quant-ph
Displaced Gaussian Boson Sampling for enhanced max-clique search
Imperial College London（帝国理工学院）
本文提出在损失或有限压缩条件下，通过添加位移来增强高斯玻色采样在寻找最大加权团问题中的成功率，并证明该方法可扩展至大图且资源开销有限。
2026-05-26 quant-ph
Quantum Computing for Molecular Vibronic Spectra and Gaussian Boson Sampling
玻色子采样（BS）是一个多模线性光学问题，在经典计算机上是难以解决的。最近有人提出，分子振动光谱（MVS）的计算是复杂的BS。本文讨论了BS和MVS的对应关系，并简要介绍了利用量子器件实现分子光谱过程的实验演示。这两种理论的相似性导致了另一种BS设置，称为“振动BS”。本文还解释了振子BS的层次结构，它包括原始BS和其他高斯BS。
2018-03-27 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Classical Capacity of Single-Mode Bosonic Gaussian Channels
University of Nottingham（诺丁汉大学）；Scuola Normale Superiore（比萨高等师范学院）；Istituto Nanoscienze-CNR（意大利国家研究委员会纳米科学研究所）
该研究证明所有单模玻色高斯信道在任意输入能量下的经典容量由带高斯随机位移的独立高斯态达到，还推导了总光子数截止下的解码概率衰减界与平均光子数约束下的速率-误差权衡公式，明确了光通信的经典极限。
2026-10-16 math-ph math.MP quant-ph
Computational complexity of exterior products and multi-particle amplitudes of non-interacting fermions in entangled states
非相互作用玻色子被提议用于在玻色子采样设置中展示量子计算的优越性。费米子的类似演示需要费米子最初在纠缠态中准备。我认为费米子的成对纠缠就足以达到这个目的。也就是说，它表明，计算多粒子散射振幅的费米子纠缠成组的四个单粒子状态是#P困难。在线性代数中，这样的振幅被表示为秩2的两种形式的外积。特别地，一个NxN矩阵的积式可以表示为在2N^2维上的N^2个秩为2的两种形式的外积，这建立了后者的P-硬度。
2017-08-06 cond-mat.other cs.CC quant-ph
Boson Sampling on a Photonic Chip
虽然通用量子计算机在理想情况下比经典机器更有效地解决整数分解等问题，但构建此类设备的艰巨挑战促使人们展示更简单的特定问题算法，这些算法仍然有望实现量子加速。我们构建了一个量子玻色子采样机（QBSM）的输出分布的采样所产生的光子的非经典干涉的集成光子电路，一个问题被认为是指数很难解决的经典。与通用量子计算不同，玻色子采样只需要不可区分的光子，线性状态演化和探测器。我们用三个和四个光子对我们的QBSM进行基准测试，并分析采样不准确的来源。我们的研究为更大的设备铺平了道路，这些设备可以提供第一个明确的量子增强计算。
2013-05-27 physics.optics quant-ph
Distinguishing noisy boson sampling from classical simulations
给出一个令人信服的实验证据来证明量子优于经典模拟是一个具有挑战性的目标。噪声被认为是这种演示的主要问题，因此迫切需要了解噪声的影响。最近发现的经典算法可以有效地近似，任何小的误差，玻色子采样与有限振幅噪声的输出。在这项工作中，它是分析和数值模拟证实，可以有效地区分这种噪声玻色子采样的输出分布的近似占低阶量子多玻色子干扰，其中包括提到的经典算法。区分量子和经典输出分布所需的样本数量受到先前未探索的参数的强烈影响：玻色子的密度，即，干涉玻色子总数与干涉仪输入端口数之比。这种临界依赖性让人联想到全同粒子系统中的量子到经典的转变，当系统的尺寸增大而粒子的密度消失时，量子到经典的转变开始。
2022-03-07 cs.CC quant-ph
Experimental Gaussian Boson Sampling
高斯玻色子采样（GBS）提供了一种高效的方法，利用压缩态的参数下转换来解决一个经典的难以解决的采样问题。GBS协议不仅显着提高了光子产生的概率，相比标准玻色子采样与单光子Fock状态，但也链接到潜在的应用，如稠密子图问题和分子振动光谱。在这里，我们报告的第一个实验演示GBS使用压缩态源同时具有高光子不可逆性和收集效率。我们实现并验证了3-，4-和5-光子GBS的高采样率分别为832 kHz，163 kHz和23 kHz，这是超过4.4，12.0和29.5倍，比以前的实验快。此外，我们观察到一个NP-难优化问题的量子速度相比，模拟热采样器和均匀采样器。
2019-05-01 cond-mat.dis-nn physics.optics quant-ph
Systematic input scheme of many-boson Hamiltonians with applications to the two-dimensional $ϕ^4$ theory
本文提出一种用于多玻色子哈密顿量的系统化输入方案，通过量子寄存器编码、压缩玻色子算符和量子漫步块编码，结合混合量子-经典对称适配量子 Krylov 子空间对角化算法，在 IBM Qiskit 上成功求解了二维 $ϕ^4$ 理论的能谱。
2024-10-15 hep-th nucl-th quant-ph
Supersymmetric Extension of Non-Hermitian su(2) Hamiltonian and Supercoherent States
分析了一类新的具有实谱的非厄米哈密顿算子，它们被表示为su（2）生成元的实线性组合，其形式为$ H=ωJ_{3}+αJ_{-}+βJ_{+}$，$α\neq β$.建立了允许过渡到等效厄米哈密顿量的度量。一个伪厄米超对称扩展这样的哈密顿。它们对应于玻色子-费米子振子的伪厄米超对称系统。我们通过伪幺正超对称位移算符方法将超相干态的形式推广到这样的超对称系统。所构造的超相干态族由两个对偶子族组成，它们在玻色子-费米子Fock空间中构成一个双超完备双正规系统。每个子族的状态是玻色子湮灭算符和两个费米子降低算符之一的本征向量。
2010-12-15 math-ph math.MP quant-ph
The Classical Complexity of Boson Sampling
我们研究了经典的复杂性的确切玻色子采样问题的目标是产生可证明正确的随机样本从一个特定的量子力学分布。计算框架是由Aaronson和Arkhipov在2011年提出的，作为“量子至上”的一个可实现的演示，这是一个实用的量子计算实验，能够以超越经典（非量子）计算机硬件的速度产生输出。自推出以来，玻色子采样一直是量子计算领域国际研究的热门话题。从表面上看，这个问题对经典计算是一个挑战。Aaronson和Arkhipov表明，精确的玻色子采样是不能有效地解决一个经典的计算机，除非$P^{\#P} = BPP^{NP}$和多项式层次崩溃到第三层。标准玻色子采样问题的最快已知精确经典算法需要$O({m + n -1 \choose n} n 2^n )$时间来为具有输入大小$n$和$m$输出模式的系统产生样本，使得除了$n$和$m$的最小值之外，它不可行。我们给出了一个算法，是快得多，运行在$O(n 2^n + \operatorname{poly}(m,n))$的时间和$O(m)$额外的空间。该算法实现简单，常数因子开销小。因此，我们的经典算法能够解决系统尺寸远远超出当前光子量子计算实验的精确玻色子采样问题，从而显着降低在玻色子采样的背景下实现近期量子霸权的可能性。
2017-10-17 cs.DS quant-ph stat.CO
