論文の概要: Characterization of Noninteracting Bosons, with Applications

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.10593v1
• Date: Mon, 14 Oct 2024 15:04:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-10-29 20:45:18.286851
• Title: Characterization of Noninteracting Bosons, with Applications
• Title（参考訳）: 非相互作用ボソンのキャラクタリゼーションとその応用
• Authors: Shawn Geller,
• Abstract要約: JILAにおけるボソンサンプリング実験の結果を解析するために開発された評価ツールについて論じる。 原子の識別不可能性は、多粒子群の特徴のよい予測因子であることを示した。 本稿では,Fock ベース測定から単一粒子のユニタリを推定するための実験設計の最適化について論じる。
• 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: Boson sampling is the task of producing samples from the number-basis distribution of many bosons traveling through a passive linear optical network. It is believed to be extremely difficult to accomplish classically, and has been the motivation for many "quantum advantage" demonstrations. Here we discuss the characterization tools that were developed to interpret the results of a boson sampling experiment performed at JILA, using atoms instead of photons. We measured the indistinguishability of the atoms using a Hong-Ou-Mandel style measurement, and found that it was $99.5^{+0.5}_{-1.6}\%$. We then showed that the indistinguishability of the atoms was a good predictor of the multiparticle bunching features, which in turn was a measure of multiparticle indistinguishability itself. To make this latter connection explicit, we introduce the weak generalized bunching conjecture and show it is equivalent to an existing mathematical conjecture. For the purpose of characterizing the dynamics that were present in the experiment, we discuss how to optimize the experimental design for inferring the single-particle unitary from Fock basis measurements. We showed that having very cold atoms was necessary to perform the inference of the dynamics in a reasonable amount of time. We then partially characterized the single particle unitary via direct measurements using one and two atoms, and compared our measurements to a separate characterization using a new statistic that describes the deviation between the two characterization methods while being insensitive to uninferable parameters.
• Abstract（参考訳）: ボソンサンプリング(英: Boson sample)は、受動線形光ネットワークを走行する多くのボソンの数-基底分布からサンプルを生成するタスクである。 古典的に達成することが極めて困難であると考えられており、多くの「量子優位」のデモンストレーションの動機となっている。 本稿では、光子の代わりに原子を用いてJILAで行ったボソンサンプリング実験の結果を解釈するために開発された評価ツールについて論じる。 香港-奥羽-マンデル式測定により, 原子の識別不可能性を測定したところ, 99.5^{+0.5}_{-1.6}\%$であった。 その結果, 原子の識別不可能性は, 多粒子の凝集特性の優れた予測因子であり, 結果として, 多粒子の識別不可能性自体の測定値となった。 この後者の接続を明示するために、弱一般化束予想を導入し、既存の数学的予想と同値であることを示す。 実験中に存在する力学を特徴付けるため,Fock法に基づいて単一粒子のユニタリを推定するために実験設計を最適化する方法について議論した。 極めて低温な原子を持つことは、適切な時間で力学の推論を行うのに必要であることを示した。 次に, 1 と 2 の原子を用いた直接測定により, 単一粒子のユニタリを部分的に特徴付け, 測定結果を2 つのパラメータ間の偏差を記述する新しい統計量を用いて, 別個の評価値と比較した。

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