論文の概要: Mitigating photon loss in linear optical quantum circuits: classical postprocessing methods outperforming postselection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2405.02278v2
- Date: Mon, 13 May 2024 14:16:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-14 21:03:09.573817
- Title: Mitigating photon loss in linear optical quantum circuits: classical postprocessing methods outperforming postselection
- Title（参考訳）: 線形光量子回路における光子損失の軽減--ポストセレクションよりも優れた古典的後処理法
- Authors: James Mills, Rawad Mezher,
- Abstract要約: 本稿では,光子損失が出力確率と期待値の両方に与える影響を緩和する技術群を提案する。
再生確率は損失の影響を受ける出力統計から構成される。
古典的な後処理技術は、リサイクルされた確率を入力として、損失軽減された確率のセットを出力する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Photon loss rates set an effective upper limit on the size of computations that can be run on current linear optical quantum devices. We present a family of techniques to mitigate the effects of photon loss on both output probabilities and expectation values derived from noisy linear optical circuits composed of an input of $n$ photons, an $m$-mode interferometer, and $m$ single photon detectors. Central to these techniques is the construction of objects called recycled probabilities. Recycled probabilities are constructed from output statistics affected by loss, and are designed to amplify the signal of the ideal (lossless) probabilities. Classical postprocessing techniques then take recycled probabilities as input and output a set of loss-mitigated probabilities, or expectation values. We provide analytical and numerical evidence that these methods can be applied, up to large sample sizes, to produce more accurate outputs than those obtained from postselection - which is currently the standard method of coping with photon loss when sampling from discrete variable linear optical quantum circuits. In contrast, we provide strong evidence that the popular zero noise extrapolation technique cannot improve on on the performance of postselection for any photon loss rate.
- Abstract（参考訳）: 光子損失速度は、現在の線形光量子デバイスで実行できる計算サイズに有効な上限を設定する。
我々は,光子の損失が出力確率と期待値の両方に与える影響を,n$光子,m$モード干渉計,m$単光子検出器の入力からなる雑音の多い線形光回路から推定する。
これらの技術の中心はリサイクル確率と呼ばれる物体の構築である。
リサイクル確率は損失に影響される出力統計から構成され、理想的(ロスレス)確率のシグナルを増幅するように設計されている。
古典的な後処理技術は、リサイクルされた確率を入力として、損失軽減された確率または期待値のセットを出力する。
提案手法は, 離散可変光量子回路からサンプリングする際の光子損失に対処する標準的な方法である, ポストセレクションから得られたものよりも高精度な出力を得られるように, 試料サイズまで, 解析的および数値的証拠を提供する。
対照的に、一般的なゼロノイズ補間技術は、光子損失率に対するポストセレクションの性能を改善することができないという強い証拠を提供する。
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