論文の概要: Single-shot number-resolved detection of microwave photons with error
mitigation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2010.04817v3
- Date: Wed, 10 Feb 2021 22:58:13 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-29 13:10:30.819636
- Title: Single-shot number-resolved detection of microwave photons with error
mitigation
- Title（参考訳）: 誤差緩和によるマイクロ波光子の単発数分解検出
- Authors: Jacob C. Curtis, Connor T. Hann, Salvatore S. Elder, Christopher S.
Wang, Luigi Frunzio, Liang Jiang, Robert J. Schoelkopf
- Abstract要約: 我々は、共振器量子ビット回路QEDプラットフォームに最大15個のマイクロ波光子の単発高忠実光子数分解検出器を実装した。
この検出器は、光子数の二進分解のビットを構成する一連の一般化パリティ作用素を測定することで機能する。
誤差が独立して十分に小さい場合、M$-modeシステムに効率よく拡張可能であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.053047357590719
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Single-photon detectors are ubiquitous and integral components of photonic
quantum cryptography, communication, and computation. Many applications,
however, require not only detecting the presence of any photons, but
distinguishing the number present with a single shot. Here, we implement a
single-shot, high-fidelity photon number-resolving detector of up to 15
microwave photons in a cavity-qubit circuit QED platform. This detector
functions by measuring a series of generalized parity operators which make up
the bits in the binary decomposition of the photon number. Our protocol
consists of successive, independent measurements of each bit by entangling the
ancilla with the cavity, then reading out and resetting the ancilla. Photon
loss and ancilla readout errors can flip one or more bits, causing nontrivial
errors in the outcome, but these errors have a traceable form which can be
captured in a simple hidden Markov model. Relying on the independence of each
bit measurement, we mitigate biases in ensembles of measurements, showing good
agreement with the predictions of the model. The mitigation improves the
average total variation distance error of Fock states from $13.5\%$ to $1.1\%$.
We also show that the mitigation is efficiently scalable to an $M$-mode system
provided that the errors are independent and sufficiently small. Our work
motivates the development of new algorithms that utilize single-shot,
high-fidelity PNR detectors.
- Abstract（参考訳）: 単一光子検出器は、フォトニック量子暗号、通信、計算のユビキタスかつ統合的なコンポーネントである。
しかし、多くの応用では、光子の存在を検出するだけでなく、単発で存在する数を区別する必要がある。
ここでは、キャビティ量子ビット回路qedプラットフォームにおいて、最大15個のマイクロ波光子のシングルショット光子数分解検出器を実装した。
この検出器は、光子数の二進分解のビットを構成する一連の一般化パリティ作用素を測定することで機能する。
本プロトコルは, 各ビットの連続的, 独立的な測定からなり, キャビティでアンシラを密閉し, 読み出してアンシラをリセットする。
フォトトン損失とアンシラ読み出しエラーは1つ以上のビットを反転させ、結果に非自明なエラーを引き起こすが、これらのエラーはトレース可能な形で、単純な隠れマルコフモデルでキャプチャできる。
各ビットの測定の独立性に基づいて、測定のアンサンブルにおけるバイアスを緩和し、モデルの予測とよく一致することを示す。
この緩和により、フォック状態の平均変動距離誤差は13.5\%$から1.1\%$に改善される。
また,エラーが独立かつ十分に小さくなるため,$m$-modeシステムに対して効率的に緩和が可能となることを示す。
我々の研究は、単発高忠実PNR検出器を利用する新しいアルゴリズムの開発を動機付けている。
関連論文リスト
- Realistic photon-number resolution in Gaussian boson sampling [0.0]
ガウスボソンサンプリング(英: Gaussian boson sample、GBS)は、非普遍的な量子計算のモデルであり、現在の技術の量子超越性を証明していると主張している。
一般検出器や光計測技術に応用可能なGBSスキームにおける光計測確率分布を導出する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-03-05T18:20:59Z) - Number-State Reconstruction with a Single Single-Photon Avalanche Detector [1.5833270109954136]
単光子雪崩検出器(SPAD)は多くの分野や用途において重要な光センサーである。
1つのSPADのみを用いて光子数状態再構成を行う手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-08-25T18:00:35Z) - Practical tests for sub-Rayleigh source discriminations with imperfect
demultiplexers [0.0]
この単純な統計的テストは、どんなに小さくて不完全なデマルチプレクサであっても、事実上役に立たないものとなる。
本稿では,信頼性実験を設計するための簡単な半分離独立テストを提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-03-05T12:06:05Z) - Experimental realization of deterministic and selective photon addition
in a bosonic mode assisted by an ancillary qubit [50.591267188664666]
ボソニック量子誤り訂正符号は、主に単一光子損失を防ぐために設計されている。
エラー修正には、エラー状態 -- 逆のパリティを持つ -- をコード状態にマッピングするリカバリ操作が必要です。
ここでは、ボソニックモード上での光子数選択同時光子加算演算のコレクションを実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-22T23:32:21Z) - On-chip quantum information processing with distinguishable photons [55.41644538483948]
多光子干渉は光量子技術の中心にある。
そこで本研究では,共振器型集積光子源に必要なスケールで変形した光子を干渉させるのに十分な時間分解能で検出を実装できることを実験的に実証した。
ボソンサンプリング実験において,非イデアル光子の時間分解検出がエンタングル操作の忠実度を向上し,計算複雑性の低減を図ることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-14T18:16:49Z) - Assessing the quality of near-term photonic quantum devices [0.0]
本稿では,潜在的に有用なアプリケーションを実現するために,ノイズレベルが低いことを証明するための手法を提案する。
本稿では,2つのノイズ源,すなわち光子損失と識別可能性を目標とした一連のベンチマーク試験を提案する。
本手法は,出力統計が全試験に合格する入力光子の最大数として定義される光品質係数を単数で測定する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-02-09T21:32:27Z) - Performance of teleportation-based error correction circuits for bosonic
codes with noisy measurements [58.720142291102135]
テレポーテーションに基づく誤り訂正回路を用いて、回転対称符号の誤り訂正能力を解析する。
マイクロ波光学における現在達成可能な測定効率により, ボソニック回転符号の破壊ポテンシャルは著しく低下することが判明した。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-02T16:12:13Z) - Fault-tolerant parity readout on a shuttling-based trapped-ion quantum
computer [64.47265213752996]
耐故障性ウェイト4パリティチェック測定方式を実験的に実証した。
フラグ条件パリティ測定の単発忠実度は93.2(2)%である。
このスキームは、安定化器量子誤り訂正プロトコルの幅広いクラスにおいて必須な構成要素である。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-07-13T20:08:04Z) - Nondestructive detection of photonic qubits [0.0]
我々は、符号化された量子ビットを破壊せずに光子を隠蔽する非破壊光量子ビット検出器を開発した。
量子ビット生存率$(79pm3)%$、光子生存確率$(31pm1)%$、および量子ビット情報の忠実度$(96.2pm0.3)%$の非破壊検出効率を実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-26T18:25:06Z) - Fusion-based quantum computation [43.642915252379815]
フュージョンベース量子コンピューティング(Fusion-based quantum computing、FBQC)は、核融合と呼ばれるエンタングリングの測定を、小さな定数サイズのエンタングルド・リソース状態の量子ビット上で行う、普遍量子計算のモデルである。
本稿では,これらのスキームにおける耐故障性と計算を解析するための安定化器形式について紹介する。
このフレームワークは、フォトニクスのような量子コンピューティングの特定の物理系で発生するエラー構造を自然に捉えている。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-01-22T20:00:22Z) - Sample Complexity Bounds for 1-bit Compressive Sensing and Binary Stable
Embeddings with Generative Priors [52.06292503723978]
生成モデルを用いた圧縮センシングの進歩により, 生成モデルを用いた1ビット圧縮センシングの問題点を考察した。
まずノイズのない1ビット測定を考察し, ガウス測度に基づく近似回復のためのサンプル複雑性境界を提供する。
また,リプシッツ連続生成モデルを用いた1ビット圧縮センシングにも有効であることを示すため,評価誤差と雑音に対する再構成の堅牢性を示すBinary $epsilon$-Stable Embedding特性を実証した。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-02-05T09:44:10Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。