Временное кодирование увеличит размерность бозонного сэмплинга
Китайские физики придумали новый способ бозонного сэмплинга в фотонной оптической схеме. Они предложили использовать информацию о времени детектирования фотонов для оценки вероятностей разных исходов. Для самого сэмплинга авторы использовали интегральные схемы, соединенные между собой во времени. Такой подход позволяет увеличивать размерность задачи бозонного сэмплинга для фиксированного числа входных одиночных фотонов и опередить классический компьютер в решении этой задачи. Препринт работы опубликован на arXiv.org.
Бозонный сэмплинг — идеальный кандидат для демонстрации мощности квантовых вычислений, хотя реализовать его на классическом компьютере оказывается намного сложнее, чем, например, на фотонном вычислителе. Недавно ученые под руководством Цзянь-Вэй Пана (Jian-Wei Pan) смогли продемонстрировать это экспериментально: они собрали сложную оптическую схемы 50-фотонного источника и интерферометра для получения вероятностного распределения, характерного для бозонного сэмплинга.
Главная сложность в создании фотонного процессора с большим числом кубитов — источники одиночных фотонов. Часто для генерации фотонов используют спонтанное параметрическое рассеяние в нелинейных кристаллах. От одного нелинейного кристалла рождается пара фотонов. При этом из-за того, что процесс рождения пар случайный, эффективность их генерации оказывается очень низкой. Это значит, что фотоны будут прилетать в схему и потом на детекторы очень редко и проводить эксперимент нужно будет очень долго. Способы увеличения эффективности сильно усложняют как саму схему, так и ее настройку, особенно