論文の概要: Fast simulations of continuous-variable circuits using the coherent state decomposition

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.06175v1
• Date: Fri, 08 Aug 2025 09:44:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-08-11 20:39:06.183133
• Title: Fast simulations of continuous-variable circuits using the coherent state decomposition
• Title（参考訳）: コヒーレント状態分解を用いた連続可変回路の高速シミュレーション
• Authors: Olga Solodovnikova, Ulrik L. Andersen, Jonas S. Neergaard-Nielsen,
• Abstract要約: 連続可変量子回路シミュレーションのためのオープンソースのPythonライブラリであるttexttlcg_plusを提案する。 我々の枠組みはガウス的方法論と任意の非ガウス的状態のコヒーレントな状態分解との線形結合を融合する。 フォールトトレラントなフォトニック量子コンピュータを構築する上で重要な要素であるクンノート状態の生成を最適化することで,この手法の有用性を実証する。
• 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: We present \texttt{lcg\_plus}, an open-source Python library for the simulation of continuous-variable quantum circuits with both generaldyne and photon-number-resolving detector capabilities. Our framework merges the linear combination of Gaussians methodology with the coherent state decomposition of arbitrary non-Gaussian states, forming a bridge between the Gaussian and Fock basis representations. By tracking the Wigner function, we can simulate the action of Gaussian channels and measurements on multi-mode systems in a fast and accurate numerical framework. The calculation of the quality measures of quantum states is convenient in this formalism, and we derive expressions for the analytical gradients of these measures with respect to parameterized circuit elements. We demonstrate the utility of this methodology by optimizing the heralded preparation of a qunaught state, a crucial component for building a fault-tolerant photonic quantum computer, with a Gaussian Boson sampling circuit containing inefficient components.
• Abstract（参考訳）: 我々は,ジェネラルダインおよび光子数分解能を持つ連続可変量子回路シミュレーションのためのオープンソースのPythonライブラリであるtexttt{lcg\_plus}を提示する。 我々の枠組みはガウスの方法論と任意の非ガウス状態のコヒーレントな状態分解とを融合させ、ガウス基底表現とフォック基底表現の間に橋渡しを形成する。 Wigner関数を追跡することで、ガウスチャネルの動作とマルチモードシステムの計測を高速かつ正確な数値的枠組みでシミュレートできる。 この定式化には量子状態の品質尺度の計算が有用であり、パラメータ化回路要素に対するこれらの測度の分析勾配の式を導出する。 非効率成分を含むガウスボソンサンプリング回路を用いて、フォールトトレラントなフォトニック量子コンピュータを構築する上で重要なコンポーネントであるクンノー状態の生成を最適化することで、この手法の有用性を実証する。

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