論文の概要: A fault-tolerant continuous-variable measurement-based quantum computation architecture

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.03014v3
• Date: Sat, 28 Aug 2021 12:02:11 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-17 08:26:29.575920
• Title: A fault-tolerant continuous-variable measurement-based quantum computation architecture
• Title（参考訳）: フォールトトレラント連続変数計測に基づく量子計算アーキテクチャ
• Authors: Mikkel V. Larsen, Christopher Chamberland, Kyungjoo Noh, Jonas S. Neergaard-Nielsen, Ulrik L. Andersen
• Abstract要約: 連続変数測定に基づくクラスタ状態の量子計算は、スケーラブルで普遍的でフォールトトレラントな量子計算にとって大きな可能性を秘めている。 完全なフォールトトレラントアーキテクチャは存在しませんが、有限のスキューズを持つクラスタ状態生成から、現実的なノイズとエラー修正を備えたゲート実装まで、あらゆるものが含まれています。 本稿では,ゲートテレポーテーションによるゲートの効率的な実装が可能な3次元クラスタ状態作成のための簡易なアーキテクチャを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9786690381850356
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Continuous variable measurement-based quantum computation on cluster states has in recent years shown great potential for scalable, universal, and fault-tolerant quantum computation when combined with the Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) code and quantum error correction. However, no complete fault-tolerant architecture exists that includes everything from cluster state generation with finite squeezing to gate implementations with realistic noise and error correction. In this work, we propose a simple architecture for the preparation of a cluster state in three dimensions in which gates by gate teleportation can be efficiently implemented. To accommodate scalability, we propose architectures that allow for both spatial and temporal multiplexing, with the temporal encoded version requiring as little as two squeezed light sources. Due to its three-dimensional structure, the architecture supports topological qubit error correction, while GKP error correction is efficiently realized within the architecture by teleportation. To validate fault-tolerance, the architecture is simulated using surface-GKP codes, including noise from GKP-states as well as gate noise caused by finite squeezing in the cluster state. We find a fault-tolerant squeezing threshold of 12.7 dB with room for further improvement.
• Abstract（参考訳）: 連続変数測定に基づくクラスタ状態の量子計算は、近年、Gottesman-Kitaev-Preskill(GKP)符号と量子誤り訂正と組み合わせることで、スケーラブルで普遍的でフォールトトレラントな量子計算に大きな可能性を示している。 しかしながら、クラスタ状態生成や有限スキューズ、現実的なノイズとエラー修正を備えたゲート実装など、すべてを含む完全なフォールトトレラントアーキテクチャは存在しない。 本研究では,ゲートテレポーテーションによるゲートの効率的な実装が可能な3次元のクラスタ状態作成のための簡単なアーキテクチャを提案する。 そこで本稿では,空間的および時間的多重化を可能とし,時間的符号化版では圧縮光源を2つしか必要としないアーキテクチャを提案する。 3次元構造のため、このアーキテクチャはトポロジカルキュービット誤差補正をサポートし、GKP誤差補正はテレポーテーションによりアーキテクチャ内で効率的に実現される。 耐故障性を検証するため,GKP状態からのノイズを含む表面GKP符号と,クラスタ状態の有限スキーズによるゲートノイズを用いてアーキテクチャをシミュレートする。 さらに改良の余地のある12.7dBの耐故障性スクイーズしきい値を見出した。

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