論文の概要: Validation tests of Gaussian boson samplers with photon-number resolving detectors

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.11228v1
• Date: Mon, 18 Nov 2024 01:41:22 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-11-19 14:32:42.010057
• Title: Validation tests of Gaussian boson samplers with photon-number resolving detectors
• Title（参考訳）: 光子数分解検出器を用いたガウス粒子サンプリング器のバリデーション試験
• Authors: Alexander S. Dellios, Margaret D. Reid, Peter D. Drummond,
• Abstract要約: 我々は位相空間シミュレーション法を適用し、光子数分解(PNR)検出器を実装したガウスボソンサンプリング(GBS)の最近の実験を部分的に検証する。 全体としては,完全スクイーズのための理論的予測と相違点が示される。 このような検証テストは,GBS量子コンピュータ実験を改善するためのフィードバック手法の基礎となる可能性が示唆された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 44.99833362998488
• License:
• Abstract: An important challenge with the current generation of noisy, large-scale quantum computers is the question of validation. Does the hardware generate correct answers? If not, what are the errors? This issue is often combined with questions of computational advantage, but it is a fundamentally distinct issue. In current experiments, complete validation of the output statistics is generally not possible because it is exponentially hard to do so. Here, we apply phase-space simulation methods to partially verify recent experiments on Gaussian boson sampling (GBS) implementing photon-number resolving (PNR) detectors. The positive-P phase-space distribution is employed, as it uses probabilistic sampling to reduce complexity. It is $10^{18}$ times faster than direct classical simulation for experiments on $288$ modes where quantum computational advantage is claimed. When combined with binning and marginalization to improve statistics, multiple validation tests are efficiently computable, of which some tests can be carried out on experimental data. We show that the data as a whole shows discrepancies with theoretical predictions for perfect squeezing. However, a small modification of the GBS parameters greatly improves agreement. Hence, we suggest that such validation tests could form the basis of feedback methods to improve GBS quantum computer experiments.
• Abstract（参考訳）: 現在のノイズの多い大規模量子コンピュータにおける重要な課題は、検証の問題である。 ハードウェアは正しい答えを生成するのか? そうでなければ、エラーは何でしょう? この問題は、しばしば計算上の優位性に関する問題と組み合わせられるが、根本的に異なる問題である。 現在の実験では、アウトプット統計の完全検証は指数関数的に難しいため、一般的に不可能である。 本稿では,光子数分解(PNR)検出器を実装したガウス粒子サンプリング(GBS)に関する最近の実験を部分的に検証するために,位相空間シミュレーション手法を適用した。 確率的サンプリングを用いて複雑性を減少させるため、正のP相空間分布を用いる。 量子計算の優位性が主張される288ドルのモードでの実験では、古典的な直接シミュレーションよりも10^{18}$倍高速である。 統計量を改善するためにビンニングと限界化を組み合わせると、複数の検証テストは効率的に計算でき、実験データ上でいくつかのテストを実行することができる。 全体としては,完全スクイーズのための理論的予測と相違点が示される。 しかし、GBSパラメータの小さな変更は、合意を大幅に改善する。 したがって、このような検証テストは、GBS量子コンピュータ実験を改善するためのフィードバック手法の基礎となることが示唆される。

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