Перенастраиваемая непрерывно-связанная 3D фотонная схема для экспериментов по Boson Sampling

Boson Sampling — это вычислительная парадигма, представляющая одну из наиболее реальных и активно развиваемых подходов для демонстрации режима квантового преимущества. Недавние результаты показали значительные технологические прорывы в генерации и детекции одиночных фотонов, что привело к постепенному увеличению масштабов экспериментов по Boson Sampling в различных фотонных системах. Тем не менее критическим требованием для полноценной платформы, решающей эту задачу, является способность реализовывать интерферометры большого масштаба, которые одновременно должны обладать малыми потерями, высокой степенью перенастраиваемости и возможностью реализации произвольных преобразований. В данной работе мы делаем шаг в этом направлении, демонстрируя применение компактной и перенастраиваемой 3D-интегрированной платформы для фотонного Boson Sampling. Мы проводим эксперименты с 3 и 4 фотонами, используя такую платформу, показывая возможность программирования схемы для реализации большого числа унитарных преобразований. Эти результаты свидетельствуют о том, что такой компактный и высокоперенастраиваемый дизайн может быть масштабирован до экспериментов с большим числом фотонов и мод и может предоставить жизнеспособное направление для гибридных вычислений с фотонными процессорами.