Выборка бозонов
-
Основы квантовой выборки бозонов
- Квантовая выборка бозонов — это задача, в которой требуется определить вероятность того, что фотоны будут обнаружены в определенных состояниях.
- Эта задача является NP-трудной, что означает, что для ее решения требуется экспоненциальное время на классическом компьютере.
-
Квантовая выборка и квантовые алгоритмы
- Квантовые алгоритмы могут быть использованы для решения задач, которые являются NP-трудными на классическом компьютере.
- Квантовая выборка бозонов является примером такой задачи, и ее решение может привести к разрушению полиномиальной иерархии.
-
Гипотезы и доказательства
- Существуют две гипотезы, которые связывают приближенную задачу выборки бозонов с определенными математическими свойствами.
- Первая гипотеза утверждает, что перманент матрицы, описывающей фотоны, может быть аппроксимирован с точностью до мультипликативной ошибки.
- Вторая гипотеза утверждает, что существует многочлен, который позволяет оценить перманент с точностью до аддитивной ошибки.
-
Парадокс бозонного дня рождения
- Парадокс бозонного дня рождения утверждает, что если фотоны распределены по N модам, то вероятность обнаружения двух фотонов в одной и той же моде очень мала.
- Это свойство облегчает реализацию устройств для отбора проб бозонов, так как позволяет использовать детекторы с низким разрешением.
-
Варианты реализации квантовой выборки бозонов
- Для реализации квантовой выборки бозонов требуется источник неразличимых фотонов.
- Параметрическое понижающее преобразование (PDC) является одним из наиболее распространенных методов генерации фотонов, но имеет недостаток в виде недетерминированности.
- Scattershot boson sampling — это метод, который позволяет увеличить частоту генерации фотонов с помощью N источников PDC, что повышает эффективность выборки.
-
Выборка гауссовых бозонов
- Гауссовы состояния могут быть использованы для реализации квантовой выборки бозонов.
- Гауссовы измерения могут быть использованы для определения вероятности обнаружения фотонов в определенных состояниях.
- Пересказана только часть статьи. Для продолжения перейдите к чтению оригинала.