論文の概要: Limits of multimode bunching for boson sampling validation: anomalous bunching induced by time delays

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.13792v1
• Date: Tue, 20 Jan 2026 09:50:58 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-01-21 22:47:23.252254
• Title: Limits of multimode bunching for boson sampling validation: anomalous bunching induced by time delays
• Title（参考訳）: ボソンサンプリング検証における多重モードの束縛限界:時間遅延による異常な束縛
• Authors: Léo Pioge, Leonardo Novo, Nicolas J. Cerf,
• Abstract要約: 異常な集団化を厳格に排除したインターフェロメトリ構成のクラスを同定する。 非常に意外なことに、時間モードのミスマッチはこのクラスに属していない。 これらの結果は,マルチモードクラスタリングが信頼性の高い検証ツールであり続ける条件を明らかにする上で有効である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The multimode bunching probability is expected to provide a useful criterion for validating boson sampling experiments. Its applicability, however, is challenged by the existence of anomalous bunching, namely paradoxical situations in which partially distinguishable particles exhibit a higher bunching probability in two or more modes than perfectly indistinguishable ones. Using multimode bunching as a reliable criterion of genuine indistinguishability, therefore, requires a clear identification of the interferometric configurations in which anomalous bunching can or cannot occur. In particular, since uncontrolled small time delays between single-photon pulses constitute a common source of mode mismatch in current photonic platforms, it is essential to determine whether the resulting photon distinguishability might lead to anomalous bunching. Here, we first identify a broad class of interferometric configurations in which anomalous bunching is rigorously excluded, thereby establishing regimes where multimode bunching-based validation remains valid. Then, we find that, quite unexpectedly, temporal mode mismatch does not belong to this class. We exhibit a specific interferometric setup in which temporal distinguishability enhances multimode bunching, demonstrating that time delays can induce an anomalous behavior. These results help clarify the conditions under which multimode bunching remains a reliable validation tool.
• Abstract（参考訳）: マルチモード集団化確率は、ボソンサンプリング実験の検証に有用な基準となることが期待されている。 しかし、その適用性は異常な集団化の存在、すなわち、部分的に区別可能な粒子が完全に区別不可能な粒子よりも2つ以上のモードにおいてより高い集団化確率を示すパラドックス的状況によって挑戦されている。 したがって、真の不明瞭性の信頼性の基準としてマルチモード・クラッキングを用いることで、異常・クラッキングが発生するかできないかというインターフェロメトリ構成を明確に識別する必要がある。 特に、単一光子パルス間の制御されていない小さな時間遅延が、現在のフォトニックプラットフォームにおけるモードミスマッチの共通源となっているため、結果として生じる光子区別性が異常な集団化につながるかどうかを判断することが不可欠である。 ここでは、まず、異常な集団化を厳格に排除した幅広いインターフェロメトリ構成を同定し、マルチモードの集団化に基づく検証が有効である体制を確立する。 そして、非常に意外なことに、時間モードのミスマッチがこのクラスに属していないことがわかった。 我々は,時間差が異常な振る舞いを誘発することを示すため,時間差が多重モードの集団化を促進させる特定の干渉計構成を示す。 これらの結果は,マルチモードクラスタリングが信頼性の高い検証ツールであり続ける条件を明らかにする上で有効である。

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