論文の概要: Error protected qubits in a silicon photonic chip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2009.08339v1
• Date: Thu, 17 Sep 2020 14:37:12 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-02 00:09:56.017164
• Title: Error protected qubits in a silicon photonic chip
• Title（参考訳）: シリコンフォトニックチップにおけるエラー保護量子ビット
• Authors: Caterina Vigliar, Stefano Paesani, Yunhong Ding, Jeremy C. Adcock, Jianwei Wang, Sam Morley-Short, Davide Bacco, Leif K. Oxenl{\o}we, Mark G. Thompson, John G. Rarity, Anthony Laing
• Abstract要約: 汎用量子コンピュータは、多くのノイズの多い物理量子ビットを絡めて、エラーに対して保護された複合量子ビットを実現することができる。 測定ベースの量子コンピューティングのアーキテクチャは本質的にエラー保護量子ビットをサポートする。 複数の光子を絡み合わせ、個々の光子に複数の物理量子ビットをエンコードし、エラー保護された量子ビットを生成する集積シリコンフォトニックアーキテクチャを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.6815987996019325
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: General purpose quantum computers can, in principle, entangle a number of noisy physical qubits to realise composite qubits protected against errors. Architectures for measurement-based quantum computing intrinsically support error-protected qubits and are the most viable approach for constructing an all-photonic quantum computer. Here we propose and demonstrate an integrated silicon photonic architecture that both entangles multiple photons, and encodes multiple physical qubits on individual photons, to produce error-protected qubits. We realise reconfigurable graph states to compare several schemes with and without error-correction encodings and implement a range of quantum information processing tasks. We observe a success rate increase from 62.5% to 95.8% when running a phase estimation algorithm without and with error protection, respectively. Finally, we realise hypergraph states, which are a generalised class of resource states that offer protection against correlated errors. Our results show how quantum error-correction encodings can be implemented with resource-efficient photonic architectures to improve the performance of quantum algorithms.
• Abstract（参考訳）: 汎用量子コンピュータは、原則として、ノイズの多い物理キュービットを絡めて、エラーから保護された複合量子ビットを実現することができる。 測定ベースの量子コンピューティングのアーキテクチャは本質的にエラー保護量子ビットをサポートし、全フォトニック量子コンピュータを構築する上で最も有効なアプローチである。 本稿では,複数の光子を絡み合い,個々の光子に複数の物理キュービットを符号化し,誤りを保護した量子ビットを生成するシリコンフォトニックアーキテクチャを提案する。 再構成可能なグラフ状態は、誤り訂正エンコーディングを伴わずに複数のスキームを比較し、様々な量子情報処理タスクを実装している。 位相推定アルゴリズムを動作させる場合, それぞれ62.5%から95.8%に増加し, 誤差保護を伴わない。 最後に、相関エラーに対する保護を提供するリソース状態の一般化されたクラスであるハイパーグラフ状態を実現する。 本研究は,量子アルゴリズムの性能向上のために,資源効率の高いフォトニックアーキテクチャを用いて量子誤り訂正符号化を実現する方法を示す。

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