高斯玻色子采样中隐藏猜想的证明
高斯玻色取样(GBS)是展示量子计算优势的重要方案。验证GBS经典计算难度的关键步骤之一在于所谓的“隐藏猜想”——该猜想认为,在总变差距离意义下,可以将一个复高斯矩阵“隐藏”为Haar酉子矩阵外积的子矩阵。本文针对含最大压缩态数目的输入态(该设置已在近期实验中被实现[Madsen等人,《自然》606卷75页,2022年]),证明了这一隐藏猜想的成立。在此设定下,隐藏猜想指出:当M趋近于无穷大时,M×M圆正交系综(COE)随机矩阵中的o(M)×o(M)子矩阵,能在总变差距离上被复高斯矩阵良好逼近。这是首次在实验相关参数范围内对GBS隐藏性质的严格证明,使得含最大压缩态数目GBS的经典模拟难度论证,达到了与[Aaronson和Arkhipov,《理论计算》9卷143页,2013年]传统玻色取样方案同等的理论完备性。
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