Bosonensampling auf einem photonischen Chip

Obwohl universelle Quantencomputer idealerweise Probleme wie das Faktorisieren von Ganzzahlen exponentiell effizienter lösen als klassische Maschinen, motivieren die gewaltigen Herausforderungen beim Bau solcher Geräte die Demonstration einfacher, problemspezifischer Algorithmen, die dennoch eine Quantenbeschleunigung versprechen. Wir konstruierten eine Quanten-Boson-Sampling-Maschine (QBSM), um die Ausgabeverteilung, die aus der nichtklassischen Interferenz von Photonen in einem integrierten photonischen Schaltkreis resultiert, zu sampeln. Dies ist ein Problem, das klassisch als exponentiell schwer zu lösen gilt. Im Gegensatz zur universellen Quantenberechnung erfordert das Bosonensampling lediglich nicht unterscheidbare Photonen, lineare Zustandsentwicklung und Detektoren. Wir benchmarkten unsere QBSM mit drei und vier Photonen und analysierten Quellen der Sampling- Ungenauigkeit. Die Skalierung auf größere Geräte könnte die erste definitive quantenverbesserte Berechnung bieten.