論文の概要: Quantum Advantage with Timestamp Membosonsampling
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2012.03967v1
- Date: Mon, 7 Dec 2020 19:00:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-21 20:46:09.750584
- Title: Quantum Advantage with Timestamp Membosonsampling
- Title（参考訳）: Timetamp Membosonsamplingによる量子アドバンテージ
- Authors: Jun Gao, Xiao-Wei Wang, Wen-Hao Zhou, Zhi-Qiang Jiao, Ruo-Jing Ren,
Yu-Xuan Fu, Lu-Feng Qiao, Xiao-Yun Xu, Chao-Ni Zhang, Xiao-Ling Pang, Hang
Li, Yao Wang, Xian-Min Jin
- Abstract要約: マルチモードフォトニクスネットワーク上の多光子の量子進化に関する問題であるボソンサンプリングは、このマイルストーンに到達するための有望な候補と考えられている。
本稿では,単一光子のタイムスタンプ情報をフリーリソースとして活用するタイムスタンプ・メンボソンサンプリング法を提案する。
メムリスタにインスパイアされた自己ループ型フォトニックチップの方式を実験的に検証し,Hilbert空間が最大10254$の75万モードで56倍のマルチ光子登録を得る。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 15.939795798692629
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Quantum computer, harnessing quantum superposition to boost a parallel
computational power, promises to outperform its classical counterparts and
offer an exponentially increased scaling. The term "quantum advantage" was
proposed to mark the key point when people can solve a classically intractable
problem by artificially controlling a quantum system in an unprecedented scale,
even without error correction or known practical applications. Boson sampling,
a problem about quantum evolutions of multi-photons on multimode photonic
networks, as well as its variants, has been considered as a promising candidate
to reach this milestone. However, the current photonic platforms suffer from
the scaling problems, both in photon numbers and circuit modes. Here, we
propose a new variant of the problem, timestamp membosonsampling, exploiting
the timestamp information of single photons as free resources, and the scaling
of the problem can be in principle extended to infinitely large. We
experimentally verify the scheme on a self-looped photonic chip inspired by
memristor, and obtain multi-photon registrations up to 56-fold in 750,000 modes
with a Hilbert space up to $10^{254}$. Our work exhibits an integrated and
cost-efficient shortcut stepping into the "quantum advantage" regime in a
photonic system far beyond previous scenarios, and provide a scalable and
controllable platform for quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピュータは、並列計算能力を高めるために量子重ね合わせを利用しており、従来のものを上回ることを約束し、指数関数的に増大するスケーリングを提供する。
量子優位(quantum advantage)という用語は、量子システムを前例のないスケールで人工的に制御し、誤り訂正や既知の実用的応用なしに古典的に難解な問題を解くことができる重要なポイントである。
マルチモードフォトニクスネットワーク上の多光子の量子進化に関する問題であるボソンサンプリング(英語版)は、このマイルストーンに到達するための有望な候補と考えられている。
しかし、現在のフォトニックプラットフォームは、光子数と回路モードの両方においてスケーリングの問題に悩まされている。
本稿では,単一光子のタイムスタンプ情報を自由資源として活用するtimestamp membosonsamplingという新しい手法を提案する。
memristorにインスパイアされた自己ループ型フォトニックチップのスキームを実験的に検証し、ヒルベルト空間を最大10^{254}$で75万モードで56倍の多光子登録を得る。
我々の研究は、従来のシナリオをはるかに超え、フォトニックシステムの「量子優位」体制への統合的で費用効率の良いショートカットを示し、量子情報処理のためのスケーラブルで制御可能なプラットフォームを提供する。
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