論文の概要: Experimental validation of boson sampling using detector binning
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.05093v1
- Date: Fri, 07 Feb 2025 17:12:46 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-10 14:55:37.950859
- Title: Experimental validation of boson sampling using detector binning
- Title（参考訳）: 検出器ビンニングを用いたボソンサンプリングの実験的検討
- Authors: Malaquias Correa Anguita, Anita Camillini, Sara Marzban, Marco Robbio, Benoit Seron, Leonardo Novo, Jelmer J. Renema,
- Abstract要約: 複数の光モード上に結合した出力光子計数分布に対する効率よく計算可能な式に基づくボソンサンプリング器のテスト戦略を実験的に実証した。
本実験は, 識別不能な値が高い場合, 理想のボソンサンプリングモード分布を正確に再現することを示した。
本研究では,Haar-averaged binned-mode分布の挙動を偏微分性で解析し,その分散が光子の識別不能パラメータの正方形の平均値に比例することを解析的に示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: We experimentally demonstrate a testing strategy for boson samplers that is based on efficiently computable expressions for the output photon counting distributions binned over multiple optical modes. We apply this method to validate boson sampling experiments with three photons on a reconfigurable photonic chip, which implements a four-mode interferometer, analyzing 50 Haar-random unitary transformations while tuning photon distinguishability via controlled delays. We show that for high values of indistinguishability, the experiment accurately reproduces the ideal boson sampling binned-mode distributions, which exhibit variations that depend both on the specific interferometer implemented as well as the choice of bin, confirming the usefulness of the method to diagnose imperfections such as partial distinguishability or imperfect chip control. Finally, we analyze the behavior of Haar-averaged binned-mode distributions with partial distinguishability and demonstrate analytically that its variance is proportional to the average of the square of the photons' indistinguishability parameter. These findings highlight the central role of binning in boson sampling validation, offering a scalable and efficient framework for assessing multiphoton interference and experimental performance.
- Abstract（参考訳）: 複数の光モード上に結合した出力光子計数分布に対する効率よく計算可能な式に基づくボソンサンプリング器のテスト戦略を実験的に実証した。
本研究では,4モード干渉計を実装したリコンフィギュアブルフォトニックチップ上での3つの光子を用いたボソンサンプリング実験を,制御遅延による光子識別性を調整しながら,50 Haar-randomユニタリ変換を解析して評価する。
そこで本実験では, 偏微分性や不完全チップ制御などの異常を診断する手法の有用性を確認するとともに, 特定の干渉計とビンの選択の両方に依存する変動を示す理想的なボソンサンプリングビンドモード分布を精度良く再現した。
最後に,Haar-averaged binned-mode分布の挙動を偏微分性で解析し,その分散が光子の識別不能パラメータの平均に比例することを示した。
これらの知見は、多光子干渉と実験性能を評価するためのスケーラブルで効率的なフレームワークを提供する、ボソンサンプリングバリデーションにおけるビンニングの中枢的役割を強調した。
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