Sample-Efficient Adaptive Calibration of Quantum Networks Using Bayesian Optimization
Notice bibliographique
Résumé
All physical systems employed for quantum information tasks must act as unbiased carriers of encoded quantum states. Ensuring such indistinguishability of information carriers is a major challenge in many quantum information applications, including advanced quantum communication protocols. For photons, the workhorses of quantum communication networks, it is difficult to obtain and maintain their indistinguishability because of environment-induced transformations and loss imparted by communication channels, especially in noisy scenarios. Conventional strategies to mitigate these transformations often require hardware or software overhead that is restrictive (e.g., adding noise), infeasible (e.g., on a satellite), or time-consuming for deployed networks. Here we propose and develop resource-efficient Bayesian optimization techniques to rapidly and adaptively calibrate the indistinguishability of individual photons for quantum networks using only information derived from their measurement. To experimentally validate our approach, we demonstrate the optimization of Hong-Ou-Mandel interference between two photons--a central task in quantum networking-- finding rapid, efficient, and reliable convergence towards maximal photon indistinguishability in the presence of high loss and shot noise. We expect our resource-optimized and experimentally friendly methodology will allow fast and reliable calibration of indistinguishable quanta, a necessary task in distributed quantum computing, communications, and sensing, as well as for fundamental investigations.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,004 | 0,014 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,003 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,003 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».