有限深度随机线性光学网络中的纠缠与电路复杂性
我们研究了随机无源线性光学网络中纠缠度和线路复杂度随线路深度的增长规律。在纠缠动力学方面,研究从所有n个模式都处于压缩状态的初始高斯态出发。对于随机砖墙式线路结构,研究证明以Rényi-2熵衡量的纠缠度最多以扩散方式随深度增长。另一方面,针对任意线路构型,研究确定了两个关键深度界限:一是确保所有子系统的平均纠缠度达到最大值恒定比例的深度下限;二是保证随机线性光学酉变换在L2 Wasserstein距离上接近哈尔随机酉变换的深度阈值。
针对一维随机砖墙式线路的鲁棒线路复杂度(即近似实现该线性光学酉变换所需的最小门数量),研究表明:当将其视为模式数量与线路深度的函数时,该复杂度极大概率以最多扩散方式随深度缩放。用于近似实现的高斯酉变换𝒰̃对具有受限平均光子数的纯态|ψ⟩,能保持较高的输出保真度|⟨ψ|𝒰†𝒰̃|ψ⟩|²。
量科快讯
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