論文の概要: Experimental demonstration of boson sampling as a hardware accelerator for monte carlo integration

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2509.25404v1
• Date: Mon, 29 Sep 2025 18:59:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-01 17:09:04.279969
• Title: Experimental demonstration of boson sampling as a hardware accelerator for monte carlo integration
• Title（参考訳）: モンテカルロ集積のためのハードウェアアクセラレーションとしてのボソンサンプリングの実験的研究
• Authors: Malaquias Correa Anguita, Teun Roelink, Sara Marzban, Wim Briels, Claudia Filippi, Jelmer Renema,
• Abstract要約: 本稿では,モンテカルロ統合のためのハードウェアアクセラレータとしてボソンサンプリング実験を行った。 我々は,3ボソン系の一階エネルギー補正を計算するために,プログラマブルフォトニックプラットフォーム上でのプリンシプル実験を実装した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We present an experimental demonstration of boson sampling as a hardware accelerator for Monte Carlo integration. Our approach leverages importance sampling to factorize an integrand into a distribution that can be sampled using quantum hardware and a function that can be evaluated classically, enabling hybrid quantum-classical computation. We argue that for certain classes of integrals, this method offers a quantum advantage by efficiently sampling from probability distributions that are hard to simulate classically. We also identify structural criteria that must be satisfied to preserve computational hardness, notably the sensitivity of the classical post-processing function to high-order quantum correlations. To validate our protocol, we implement a proof-of-principle experiment on a programmable photonic platform to compute the first-order energy correction of a three-boson system in a harmonic trap under an Efimov-inspired three-body perturbation. The experimental results are consistent with theoretical predictions and numerical simulations, with deviations explained by photon distinguishability, discretization, and unitary imperfections. Additionally, we provide an error budget quantifying the impact of these same sources of noise. Our work establishes a concrete use case for near-term photonic quantum devices and highlights a viable path toward practical quantum advantage in scientific computing.
• Abstract（参考訳）: 本稿では,モンテカルロ統合のためのハードウェアアクセラレータとしてボソンサンプリング実験を行った。 提案手法は重要サンプリングを利用して積分を量子ハードウェアを用いてサンプリングできる分布と古典的に評価可能な関数に分解し、ハイブリッド量子古典計算を可能にする。 ある種の積分に対して、この手法は古典的にシミュレートが難しい確率分布から効率的にサンプリングすることで量子的優位性をもたらすと論じる。 また、計算硬度を維持するために満たされる構造的基準、特に古典的後処理関数の高次量子相関に対する感度を同定する。 提案プロトコルを検証するため,エフィモフにインスパイアされた3体摂動下での高調波トラップにおける3ボソン系の1次エネルギー補正を計算するために,プログラム可能なフォトニックプラットフォーム上でプリンシプル実験を行った。 実験結果は理論予測や数値シミュレーションと一致し、光子識別性、離散化、単体不完全性によって説明される。 さらに、これらの同一ノイズ源の影響を定量化する誤差予算を提供する。 我々の研究は、近未来のフォトニック量子デバイスのための具体的なユースケースを確立し、科学計算における実用的な量子優位への道のりを強調している。

関連論文リスト

• Phase-space negativity as a computational resource for quantum kernel methods [2.5499055723658097]
  量子カーネル法は、機械学習において量子計算の優位性を達成するための提案である。 ボゾン系に対する量子核関数の最適古典的推定に十分な条件を提供する。 本研究は, 量子機械学習において, 位相空間準確率分布における負性の役割を担っている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-05-20T21:18:53Z)
• Validation of a noisy Gaussian boson sampler via graph theory [0.0]
  ガウスボソンサンプリング問題を解くフォトニックベースのサンプリングマシンは、量子計算の優位性の実験的実証において中心的な役割を果たす。 本研究では,最近開発されたフォトニックマシンBorealisのサンプリング機としての性能と,グラフ理論におけるその可能性について検証する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-06-21T09:02:55Z)
• Importance sampling for stochastic quantum simulations [68.8204255655161]
  我々は、係数に応じてハミルトン式からサンプリングしてランダムな積公式を構築するqDriftプロトコルを導入する。 サンプリング段階における個別のシミュレーションコストを考慮し、同じ精度でシミュレーションコストを削減可能であることを示す。 格子核効果場理論を用いて数値シミュレーションを行った結果, 実験結果が得られた。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-12T15:06:32Z)
• On Quantum Circuits for Discrete Graphical Models [1.0965065178451106]
  一般的な離散因子モデルから、偏りのない、独立なサンプルを確実に生成できる最初の方法を提案する。 本手法は多体相互作用と互換性があり,その成功確率は変数数に依存しない。 量子シミュレーションおよび実際の量子ハードウェアを用いた実験は,本手法が量子コンピュータ上でサンプリングおよびパラメータ学習を行うことができることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-06-01T11:03:51Z)
• Interactive Protocols for Classically-Verifiable Quantum Advantage [46.093185827838035]
  証明者と検証者の間の「相互作用」は、検証可能性と実装のギャップを埋めることができる。 イオントラップ量子コンピュータを用いた対話型量子アドバンストプロトコルの最初の実装を実演する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-12-09T19:00:00Z)
• Bosonic field digitization for quantum computers [62.997667081978825]
  我々は、離散化された場振幅ベースで格子ボゾン場の表現に対処する。 本稿では,エラースケーリングを予測し,効率的な量子ビット実装戦略を提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-08-24T15:30:04Z)
• Quantum Markov Chain Monte Carlo with Digital Dissipative Dynamics on Quantum Computers [52.77024349608834]
  少数のアンシラ量子ビットを用いて環境との相互作用をシミュレートするデジタル量子アルゴリズムを開発した。 逆イジングモデルの熱状態のシミュレーションによるアルゴリズムの評価を行った。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-04T18:21:00Z)
• Probing the Universality of Topological Defect Formation in a Quantum Annealer: Kibble-Zurek Mechanism and Beyond [46.39654665163597]
  一次元横フィールドイジングモデルによるトポロジカル欠陥生成の実験的検討について報告する。 位相フリップ誤差を伴う開系量子力学のKZMにより量子シミュレータの結果を実際に説明できることが判明した。 これは、環境からの孤立を仮定する一般化KZM理論の理論的予測が、その元のスコープを越えてオープンシステムに適用されることを意味する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-01-31T02:55:35Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。