論文の概要: Realistic simulation of universal multiport interferometers with losses within a Gaussian formalism

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.16719v1
• Date: Mon, 12 Oct 2026 12:52:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-18 21:44:31.720391
• Title: Realistic simulation of universal multiport interferometers with losses within a Gaussian formalism
• Title（参考訳）: ガウス形式論における損失を伴うユニバーサルマルチポート干渉計の現実的シミュレーション
• Abstract要約: 光子損失は、フォールトトレラントな光量子コンピュータを実現するための大きなハードルである。 本研究では,不完全な干渉計を実験的に評価することにより,損失力学を再現できるモデルを提案する。 シミュレーションにより,マルチポート干渉計全体を通しての光損失のドリフトを定量化する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4397520291340695
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Photonic technologies are among the leading platform contenders for demonstrating quantum advantage. Nevertheless, photon losses represent the major hurdle for the realization of a fault-tolerant optical quantum computer, and the need for an accurate characterization of this phenomenon is crucial for classical simulations of quantum algorithms on noisy backends. The noisy regime would require the simulation of the algorithm on a Fock backend or rather assuming the a priori hypothesis on the uniformity of the optical losses, which may lead to wrong predictions about the outcome from the algorithm on a cerain hardware. We propose a Gaussian model that can reproduce a lossy dynamics through the experimental characterization of imperfect interferometers, yielding the corresponding mean vector and the covariance matrix. Such model can be adapted to any continuous-variable architecture (spatial or time-bin encoded) and for both the Gaussian boson sampling or general-dyne based algorithms. Eventually, we quantify the drift of optical losses from being uniform throughout the multiport interferometer by a numerical simulation. This work proposes a blueprint for future characterizations, tailor-suited for specific devices and architectures, as well as for potential error correction and mitigation techniques, and it paves the way for realistic simulations of quantum algorithms on NISQ optical platforms.
• Abstract（参考訳）: フォトニックテクノロジーは、量子優位性を示す主要なプラットフォーム候補の一つだ。 それでも、光子損失は、フォールトトレラントな光量子コンピュータを実現するための大きなハードルであり、この現象の正確なキャラクタリゼーションの必要性は、ノイズの多いバックエンド上の量子アルゴリズムの古典的なシミュレーションに不可欠である。 ノイズレシエーションは、フォックバックエンド上のアルゴリズムのシミュレーションを必要とするか、あるいは光学損失の均一性に関する事前仮説を仮定する必要があり、セリンハードウェア上のアルゴリズムの結果を誤った予測に導く可能性がある。 本研究では,不完全な干渉計を実験的に評価することにより,損失力学を再現し,対応する平均ベクトルと共分散行列が得られるガウスモデルを提案する。 このようなモデルは、連続変数アーキテクチャ(空間または時間ビンエンコード)や、ガウスボソンサンプリング(英語版)または一般ダインベースアルゴリズム(英語版)の両方に適応することができる。 最終的に、数値シミュレーションにより、マルチポート干渉計全体を通しての光損失のドリフトを定量化する。 本研究は,特定のデバイスやアーキテクチャに適した将来のキャラクタリゼーションのための青写真と,潜在的な誤り訂正と緩和技術を提案し,NISQ光プラットフォーム上での量子アルゴリズムの現実的なシミュレーションの道を開く。

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