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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