論文の概要: Continuous-variable error correction for general Gaussian noises
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.02300v2
- Date: Thu, 25 Feb 2021 21:13:16 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-04-17 17:42:10.931907
- Title: Continuous-variable error correction for general Gaussian noises
- Title（参考訳）: 一般ガウス雑音に対する連続可変誤差補正
- Authors: Jing Wu and Quntao Zhuang
- Abstract要約: 誤り訂正後のノイズ標準偏差の効率的な計算を可能にするための理論フレームワークを開発する。
我々のコードは、モード数に応じて残差ノイズ標準偏差を最適にスケーリングする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.372221197181905
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Quantum error correction is essential for robust quantum information
processing with noisy devices. As bosonic quantum systems play a crucial role
in quantum sensing, communication, and computation, it is important to design
error correction codes suitable for these systems against various different
types of noises. While most efforts aim at protecting qubits encoded into the
infinite dimensional Hilbert space of a bosonic mode, [Phys. Rev. Lett. 125,
080503 (2020)] proposed an error correction code to maintain the
infinite-dimensional-Hilbert-space nature of bosonic systems by encoding a
single bosonic mode into multiple bosonic modes. Enabled by
Gottesman-Kitaev-Preskill states as ancilla, the code overcomes the no-go
theorem of Gaussian error correction. In this work, we generalize the error
correction code to the scenario with general correlated and heterogeneous
Gaussian noises, including memory effects. We introduce Gaussian pre-processing
and post-processing to convert the general noise model to an independent but
heterogeneous collection of additive white Gaussian noise channels and then
apply concatenated codes in an optimized manner. To evaluate the performance,
we develop a theory framework to enable the efficient calculation of the noise
standard deviation after the error correction, despite the non-Gaussian nature
of the codes. Our code provides the optimal scaling of the residue noise
standard deviation with the number of modes and can be widely applied to
distributed sensor-networks, network communication and composite quantum memory
systems.
- Abstract（参考訳）: ノイズの多いデバイスを用いた堅牢な量子情報処理には量子エラー補正が不可欠である。
ボゾン量子系は量子センシング、通信、計算において重要な役割を果たすため、様々な種類のノイズに対してこれらの系に適した誤り訂正符号を設計することが重要である。
ほとんどの試みは、ボソニックモードの無限次元ヒルベルト空間に符号化された量子ビットを保護することを目的としているが、[Phys. 125, 080503 (2020)] は、単一のボソニックモードを複数のボソニックモードに符号化することで、ボソニックシステムの無限次元ヒルベルト空間の性質を維持するための誤り訂正符号を提案した。
Gottesman-Kitaev-Preskill状態がアンシラとして利用可能であり、コードはガウス誤差補正のノーゴー定理を克服する。
本研究では,メモリ効果を含む一般相関および異種ガウス雑音のシナリオに誤り訂正符号を一般化する。
一般雑音モデルを白色ガウス雑音チャネルの独立だが不均質なコレクションに変換するためにガウス前処理と後処理を導入し,連結符号を最適化した手法で適用する。
本研究では,符号の非ガウス性に拘わらず,誤り訂正後の雑音標準偏差の効率的な計算を可能にする理論フレームワークを開発した。
我々のコードでは、モード数に応じて残差ノイズ標準偏差の最適スケーリングを提供し、分散センサネットワーク、ネットワーク通信、複合量子メモリシステムに広く適用することができる。
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