論文の概要: Boson sampling is fragile to loss

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.01434v1
• Date: Sun, 01 Nov 2026 02:18:50 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2026-11-03 19:32:30.735653
• Title: Boson sampling is fragile to loss
• Title（参考訳）: ボソンサンプリングは壊れやすい
• Abstract要約: ボソンサンプリング実験は、干渉光子の数が増加するにつれて量子計算上の優位性を実証することを目的としている。 任意に小さい非ゼロの均一な損失率であっても、システムが大きくなるにつれて固定されたままの平均ケースにおいて、効率的な古典的なサンプリングが可能であることを示す。
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• Abstract: Boson sampling experiments aim to demonstrate quantum computational advantage with increasing numbers of interfering photons. A central question is whether their computational hardness survives under photon loss. We show that even an arbitrarily small nonzero uniform loss rate permits efficient classical sampling in the average case when the rate remains fixed as the system grows. We exploit how loss suppresses correlations involving many photons to approximate the full output distribution using low correlation orders. The resulting samplers run in time polynomial in system size and inverse total variation error, with the error averaged over Haar random interferometers. The results apply to Fock state boson sampling with single-photon states in distinct input modes and arbitrary additional vacuum inputs, and to Gaussian boson sampling with equal squeezing of bounded strength in every input mode. Classical sampling is efficient even when the mean detected photon number grows linearly with system size, showing that large photon counts alone do not ensure computational hardness.
• Abstract（参考訳）: ボソンサンプリング実験は、干渉光子の数が増加するにつれて量子計算上の優位性を実証することを目的としている。 中心的な問題は、その計算硬度が光子損失の下で生き残るかどうかである。 任意に小さい非ゼロの均一な損失率であっても、システムが大きくなるにつれて固定されたままの平均ケースにおいて、効率的な古典的なサンプリングが可能であることを示す。 低相関順序を用いた全出力分布を近似するために、多くの光子を含む相関を損失が抑制する方法を利用する。 得られたサンプルはシステムサイズと逆の総変分誤差で時間多項式で実行され、誤差はハールランダム干渉計上で平均される。 その結果, 単一光子状態のフォック状態ボソンサンプリング, 任意の真空入力, および各入力モードにおける境界強度の等値なガウス状態ボソンサンプリングに適用できた。 古典的なサンプリングは、検出された平均光子数がシステムサイズとともに線形に成長しても効率的であり、大きな光子数だけでは計算硬度が保証されないことを示す。

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