A quantum-inspired algorithm for estimating the permanent of positive semidefinite matrices
我们构建了一个量子启发的经典算法计算厄米半正定矩阵的永久，利用这些数学结构和玻色子采样模型之间的连接。具体地说，厄米半正定矩阵的积和式可以用随机变量的期望值来表示，该随机变量代表测量线性光学演化随机多模相干态时的特定光子计数概率。然后，我们的算法近似的矩阵永久从相应的样本均值，并示出运行在多项式时间的各种集的Hermitian半正定矩阵，实现了精度，提高了已知的技术。这项工作说明了量子光学如何有利于算法的发展。
2017-08-31 quant-ph
Trapping atoms on a transparent permanent-magnet atom chip
描述了在光学透明的永磁体原子芯片上进行的原子在微观磁光阱中的囚禁实验。该芯片由沉积在电介质衬底上的硬磁铁氧体-石榴石材料制成。约束磁场由磁光技术记录在薄膜中的微型磁化图案产生。我们在传统的磁光阱（MOT）几何结构中，通过施加三对交叉的反向传播激光束，在这些结构上捕获Rb原子。我们通过几个实验证明了在创建和原位修改的捕获几何形状的概念的灵活性。
2006-04-21 quant-ph
New Hardness Results for the Permanent Using Linear Optics
2011年，Aaronson给出了一个基于量子线性光学的惊人证明，表明计算矩阵的积和式的问题是#P-hard的。Aaronson的证明自然导致了对恒量的近似结果的困难，并且可以说它比Valiant在1979年对同一事实的开创性证明更简单。然而，它并没有证明计算永久式对于任何以前不知道的矩阵类都是P-困难的。在本文中，我们提出了一个新的结果，主要是来自通过这些线性光学技术的矩阵永久。首先，我们证明了计算实正交矩阵的积和式的问题是P-困难的。就像Aaronson的原始证明一样，这将表明即使是乘法近似仍然是#P-难以计算的。硬度结果甚至转化为有限域上的积和式，其中计算正交矩阵的积和式的问题在有限域F_{p^4}中对于所有不等于2或3的素数p是Modpp-困难的。有趣的是，这个特征是紧密的：在特征2的域中，积和行列式重合;在特征3的域中，可以通过Kogan的一个非平凡结果有效地计算正交矩阵的积和。最后，我们用更初等的论证证明了半正定矩阵的积和式的P-困难性，这表明尽管经典计算机可以有效地对热态玻色子抽样实验的某些概率进行抽样，但它们很难精确计算.
2018-02-28 cs.CC quant-ph
Connecting quantum circuit amplitudes and matrix permanents through polynomials
本研究提出将带复系数的$\rm F_2$值多项式编码为图的通用方法，建立了基于量子比特的量子电路振幅与矩阵积和式的关联，为用量子光子器件估算量子电路振幅提供了新途径。
2024-08-16 quant-ph
A permanent-magnet Zeeman slower and magneto-optical trap for calcium atoms for ultracold Rydberg physics
Universit\'e catholique de Louvain, Institute of Condensed Matter
该研究设计了永磁体塞姆减慢器和磁光捕获器，用于产生冷钙原子并激发至高瑞利德态，为超低温瑞利德物理实验提供新方案。
2025-11-28 physics.atom-ph quant-ph
Permanents, Bosons and Linear Optics
由于线性量子光网络的特殊复杂性可能对量子计算理论产生影响，近年来受到了一定的关注。本文讨论了两种相关的玻色子模型。希尔伯特空间的对称积产生相当抽象的模型。第二个是通过谐振子量子化得到的。与考虑玻色子过程相反，所谓的“费米子线性光学”在经典计算机上被有效地模拟。玻色子和费米子情况的比较澄清了争议，更详细的振子模型提供了更深层次的类比。
2017-04-24 cs.CC math-ph math.MP
Boson-fermion complementarity in a linear interferometer: An identity relating the determinant and permanent of a matrix
Télécom SudParis, Institut Polytechnique de Paris（巴黎综合理工学院）；Université libre de Bruxelles（布鲁塞尔自由大学）
本文研究了玻色子和费米子在任意线性干涉仪中的多粒子干涉，推导出一个关联行列式和 permanents 的数学恒等式，揭示了玻色-费米互补性与经典粒子概率的一致性。
2026-05-19 math.CO quant-ph
A Quantum Optics Argument for the #P-hardness of a Class of Multidimensional Integrals
矩阵积和在线性光网络中自然出现，而线性光网络则是由非经典光态构成的。在这封信中，我们使用一个简单的量子光学参数的计算复杂性的多维积分的大型矩阵的永久。用这种方法我们证明了计算这类积分是\textbf{\#P} -困难的。我们的工作为使用量子物理方法来证明计算机科学中的陈述提供了一种新的方法。
2016-07-18 quant-ph
Exact recursive calculation of circulant permanents: A band of different diagonals inside a uniform matrix
本文给出了一个有限阶循环矩阵积算式的递推关系系统，该积算式在一个一致矩阵（k = 1，2，3）上包含一个k个任意值对角线，并给出了基于带缺陷矩阵积算式的递推关系的推导方法.所提出的变系数线性递归方程组为分析循环积和式、快速线性时间计算和在大矩阵极限下求其渐近解提供了有力的工具。后一个问题是一个开放的基本问题。它的解决方案对于统一分析大范围的自然界的P-困难问题非常重要，包括多体系统物理学、临界现象、量子计算、量子场论、混沌理论、分形、图论、数论、组合学、密码学等问题。
2021-09-03 cond-mat.stat-mech math-ph math.MP
Prospects for the formation of ultracold polar ground state KCs molecules via an optical process
异源碱金属二聚体代表了用于产生表现出固有的大的永久电偶极矩的超冷分子样品的选择的分子类别。其中KCs分子的永久偶极矩为1.92~德拜，在超冷条件下仍有待观察。基于精确的量子化学计算完成的文献中可用的光谱研究，我们提出了几种光学相干方案，以创建超冷玻色子和费米子KCs分子在其绝对振转基态，从其电子基态流形的弱结合水平。该过程依赖于方便的电子激发态的存在，允许有效的受激拉曼绝热转移的水平人口。
2015-04-07 cond-mat.quant-gas physics.atom-ph quant-ph
Strong Simulation of Linear Optical Processes
本文提出一种模拟光子穿过线性光学干涉仪的算法和通用框架，通过记忆化存储中间结果，在时间复杂度上以指数因子优于基于积和式的方法，并支持混合模拟。
2023-08-03 quant-ph
The Computational Complexity of Linear Optics
我们给出了新的证据，证明量子计算机--而且，完全由线性光学元件构建的基本量子计算机--不能被经典计算机有效地模拟。特别是，我们定义了一个计算模型，其中产生相同的光子，通过线性光学网络发送，然后非自适应测量，以计算每种模式下的光子数。这个模型是未知的，也不被认为是通用的量子计算，事实上，我们讨论了使用当前技术实现该模型的前景。另一方面，我们证明了该模型是能够解决抽样问题和搜索问题，是经典的棘手的合理假设下。我们的第一个结果表明，如果存在一个多项式时间经典算法，它从与线性光网络相同的概率分布中采样，那么P^#P=BPP^NP，因此多项式层次结构坍缩到第三级。不幸的是，这个结果假设了一个非常精确的模拟。我们的主要结果表明，即使是一个近似的或嘈杂的经典模拟已经意味着多项式层次的崩溃。为此，我们需要两个未经证明的猜想：“高斯恒常猜想”，它说的是，它是#P-难以近似的永久矩阵A的独立N（0，1）高斯元素，具有高概率超过A;和“永久反浓度猜想”，它说，|根据（A）|>=sqrt（n！）/ Poly（n）在A上具有高概率。我们提出的证据，这些acquitures，这两个似乎有趣，即使除了我们的应用程序。这篇论文并不假设量子光学的知识。事实上，它的部分目标是以理论计算机科学家可以理解的独立方式，发展我们模型背后的非相互作用玻色子的美丽理论，以及它与永久函数的联系。
2010-11-14 cs.CC quant-ph
Resonant two-laser spin-state spectroscopy of a negatively charged quantum dot-microcavity system with a cold permanent magnet
本文提出低温兼容的紧凑型 SmCo 永磁体，在 5 K 下产生 475 mT 面内磁场，并结合高精细度双折射微腔实现 InGaAs 量子点的单、双激光自旋态光谱与操控。
2023-03-05 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Quantum nonlinear optics with polar J-aggregates in microcavities
我们发现，具有永久电偶极矩的有机染料分子嵌入微腔中的系综可以在单光子水平上导致强的光学非线性。由于它们的永久偶极子，发色团之间的强长程静电相互作用引入了微腔中光-物质耦合的所需非线性。我们得到了在激子-光子与腔场强耦合的影响下，弱探测场的吸收谱。使用现实的参数，我们表明，一个单一的腔光子可以显着修改介质的吸收和色散响应的探测光子在不同的频率。最后，我们表明，该系统是在一个广泛的透明窗口染料二聚体的腔诱导透明的制度。我们说明了我们的研究结果使用伪异氰氯化物（PIC）J-聚集体在目前可用的光学微腔。
2014-09-05 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Approximating the Permanent of a Random Matrix with Polynomially Small Mean: Zeros and Universality
University of Chicago（芝加哥大学）
研究在矩阵条目略微偏离零时近似随机矩阵永久性的算法，通过零点区域分析揭示复杂性理论中的核心问题与贡献。
2026-04-01 cs.DS math-ph math.MP
Quantum sampling in hybrid light-matter systems with mixed statistics
Paderborn University（帕德博恩大学）；University of Arizona（亚利桑那大学）
该研究结合费米子与玻色采样，提出杂化光-物质系统的混合统计量子采样网络，证明其贡献与行列式、积和式线性无关，可用于超越纯费米/玻色采样的量子应用，拓展了量子采样器功能。
2026-08-27 math-ph math.MP quant-ph
