論文の概要: Boson Sampling with Ultracold Atoms

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.12253v1
• Date: Thu, 25 Aug 2022 17:57:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-29 21:06:32.454109
• Title: Boson Sampling with Ultracold Atoms
• Title（参考訳）: 超低温原子を用いたボーソンサンプリング
• Authors: Carsten Robens, I\~nigo Arrazola, Wolfgang Alt, Dieter Meschede, Lucas Lamata, Enrique Solano, and Andrea Alberti
• Abstract要約: 偏光合成光学格子における超低温原子を用いたボソンサンプリング装置の実装手法を提案する。 4モード干渉計における2つのボソニック原子の香港-奥羽-マンデル干渉を明らかにすることにより,そのような機械の基本構成ブロックを実験的に実証した。 我々の結果は、今日の最高のスーパーコンピュータと比較して量子的優位性は、$N gtrsim 40$で達成できることを示している。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Sampling from a quantum distribution can be exponentially hard for classical computers and yet could be performed efficiently by a noisy intermediate-scale quantum device. A prime example of a distribution that is hard to sample is given by the output states of a linear interferometer traversed by $N$ identical boson particles. Here, we propose a scheme to implement such a boson sampling machine with ultracold atoms in a polarization-synthesized optical lattice. We experimentally demonstrate the basic building block of such a machine by revealing the Hong-Ou-Mandel interference of two bosonic atoms in a four-mode interferometer. To estimate the sampling rate for large $N$, we develop a theoretical model based on a master equation. Our results show that a quantum advantage compared to today's best supercomputers can be reached with $N \gtrsim 40$.
• Abstract（参考訳）: 量子分布からのサンプリングは古典的コンピュータでは指数関数的に難しいが、ノイズの多い中間スケール量子デバイスで効率的に行うことができる。 サンプルが難しい分布の素例は、n$ の同一のボソン粒子で横断する線形干渉計の出力状態によって与えられる。 本稿では,超低温の原子を偏光合成光学格子に実装したボソンサンプリング機を提案する。 4モード干渉計における2つのボソニック原子の香港-奥羽-マンデル干渉を明らかにすることにより,そのような機械の基本構造を実験的に実証した。 大規模な$N$のサンプリングレートを推定するために、マスター方程式に基づく理論モデルを開発する。 我々の結果は、今日の最高のスーパーコンピュータに比べて量子的な優位性は、n \gtrsim 40$で達成できることを示している。

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