Investigadores han demostrado que el muestreo de bosones, un problema computacional que se cree difícil para los ordenadores clásicos, puede simularse con un circuito de cúbits de profundidad logarítmica. Este avance sitúa el muestreo de bosones dentro del ámbito de la computación cuántica superficial, lo que tiene implicaciones para la comprensión de los límites y capacidades de los ordenadores cuánticos.
El método propuesto permite simular un interferómetro arbitrario de m modos con n fotones de entrada (donde n ≤ m) con un error total de variación inversamente polinómico. El circuito de cúbits emplea un número polinómico de cúbits y utiliza puertas Clifford+T, permitiendo conectividad arbitraria entre cúbits y una única medición final. La familia de estos circuitos es logspace uniforme, indicando una construcción eficiente.
La clave de esta simulación reside en la ampliación del sistema óptico original y la descomposición de la transformación resultante en seis cizallamientos cuadráticos. Cada modo óptico se distribuye luego en múltiples submodos, lo que permite establecer un corte fijo de ocupación local. A partir de ahí, se aplican cambios de base locales y puertas de fase paralelas para construir el circuito de cúbits. Este enfoque innovador permite abordar la complejidad del muestreo de bosones con una arquitectura de circuito cuántico relativamente sencilla.