論文の概要: Scalability and performance metrics for boson sampling devices

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.14602v1
• Date: Sat, 10 Oct 2026 05:42:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-20 12:39:21.58847
• Title: Scalability and performance metrics for boson sampling devices
• Title（参考訳）: ボソンサンプリング装置のスケーラビリティと性能指標
• Abstract要約: 実実験条件下でのボソンサンプリングシステムの理論的スケーラビリティ境界について検討する。 位相空間準確率分布関数の非負性条件を用いてこれらの効果を解析する。 本研究は,実測実験条件下でのボソンサンプリングシステムの性能に関する基礎的な知見を提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.1515499590482006
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Linear-optical platforms provide a promising route to demonstrate quantum computational advantage, particularly through the boson sampling problem. While a boson sampling system should be large enough to show the quantum advantage, the size of the boson sampling problem is often restricted by experimental constraints. In particular, as a boson sampling system is scaled up, experimental constraints can limit its effective problem size to permit efficient classical simulation. In this paper, we investigate the theoretical scalability bounds for boson sampling systems under practical experimental conditions, including photon loss, mode mismatch, and input state error. We employ non-negativity conditions for phase-space quasiprobability distribution functions to analyze these effects. In addition, we introduce two device-level metrics, the boson sampling score which measures the usable capacity of a given device and the boson sampling volume which provides a common hardware-level benchmark for comparing different platforms and assessing their access to an advantage-relevant problem size regime. Our results provide fundamental insights into the performance of boson sampling systems under realistic experimental conditions and offer practical guidelines for scaling up boson sampling systems.
• Abstract（参考訳）: 線形光学プラットフォームは、特にボソンサンプリング問題を通じて、量子計算上の優位性を示す有望な経路を提供する。 ボソンサンプリングシステムは量子的優位性を示すのに十分な大きさでなければならないが、ボソンサンプリング問題のサイズは実験的な制約によって制限されることが多い。 特に、ボソンサンプリングシステムがスケールアップされるにつれて、実験的な制約は、効率的な古典シミュレーションを可能にするために、有効な問題サイズを制限することができる。 本稿では,光子損失,モードミスマッチ,入力状態誤差などの実験条件下でのボソンサンプリングシステムの理論的スケーラビリティ境界について検討する。 位相空間準確率分布関数の非負性条件を用いてこれらの効果を解析する。 さらに、各デバイスの使用能力を測定するボソンサンプリングスコアと、異なるプラットフォームを比較し、有利な問題サイズ体制へのアクセスを評価するための共通のハードウェアレベルベンチマークを提供するボソンサンプリングボリュームという2つのデバイスレベル指標を導入する。 本研究は,実実験条件下でのボソンサンプリングシステムの性能に関する基礎的な知見を提供し,ボソンサンプリングシステムのスケールアップのための実践的ガイドラインを提供する。

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