論文の概要: Sufficient conditions for hardness of lossy Gaussian boson sampling

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.07853v1
• Date: Wed, 12 Nov 2025 01:24:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-12 20:17:03.508371
• Title: Sufficient conditions for hardness of lossy Gaussian boson sampling
• Title（参考訳）: 損失ガウスボソンサンプリングの硬さに対する十分条件
• Authors: Byeongseon Go, Changhun Oh, Hyunseok Jeong,
• Abstract要約: ガウスボソンサンプリング(英: Gaussian boson sample、GBS)は、量子優位性の実験的な実証の有力候補である。 光子損失下でのノイズGBSの古典的誘引性に関する複雑性理論の基礎を確立する。 この研究は、古典的に難解なGBSの体系の厳密な特徴を初めて提示する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.49764328892172127
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Gaussian boson sampling (GBS) is a prominent candidate for the experimental demonstration of quantum advantage. However, while the current implementations of GBS are unavoidably subject to noise, the robustness of the classical intractability of GBS against noise remains largely unexplored. In this work, we establish the complexity-theoretic foundations for the classical intractability of noisy GBS under photon loss, which is a dominant source of imperfection in current implementations. We identify the loss threshold below which lossy GBS maintains the same complexity-theoretic level as ideal GBS, and show that this holds when at most a logarithmic fraction of photons is lost. We additionally derive an intractability criterion for the loss rate through a direct quantification of the statistical distance between ideal and lossy GBS. This work presents the first rigorous characterization of classically intractable regimes of lossy GBS, thereby serving as a crucial step toward demonstrating quantum advantage with near-term implementations.
• Abstract（参考訳）: ガウスボソンサンプリング(英: Gaussian boson sample、GBS)は、量子優位性の実験的な実証の有力候補である。 しかし、現在のGBSの実装は必然的にノイズにさらされるが、従来のノイズに対するGBSの難易度は明らかにされていない。 本研究では,光子損失下でのノイズGBSの古典的誘引性に関する複雑性理論の基礎を確立する。 損失の少ないGBSが理想のGBSと同じ複雑性-理論レベルを維持している損失閾値を同定し、少なくとも光子の対数的な分画が失われると、この値が成り立つことを示す。 また, 損失率の難易度基準を, イデアルと損失GBSの統計距離の直接定量化により導出する。 この研究は、古典的に難解なGBSの体系の厳密な特徴を初めて示し、短期的な実装で量子優位性を示すための重要なステップとなる。

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