論文の概要: Deterministic generation of multidimensional photonic cluster states using time-delay feedback

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2101.07772v2
• Date: Tue, 6 Jul 2021 18:06:14 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-04-14 18:02:27.751447
• Title: Deterministic generation of multidimensional photonic cluster states using time-delay feedback
• Title（参考訳）: 時間遅延フィードバックを用いた多次元フォトニッククラスター状態の決定論的生成
• Authors: Yu Shi, Edo Waks
• Abstract要約: クラスター状態は多くの量子情報処理アプリケーションで有用である。 本研究では,1つの原子空洞システムと時間遅延フィードバックを用いて,多次元フォトニッククラスタ状態を決定的に生成するプロトコルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.83302372715731
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Cluster states are useful in many quantum information processing applications. In particular, universal measurement-based quantum computation (MBQC) utilizes 2D cluster states, and topologically fault-tolerant MBQC requires cluster states with three or higher dimensions. This work proposes a protocol to deterministically generate multidimensional photonic cluster states using a single atom-cavity system and time-delay feedback. The dimensionality of the cluster state increases linearly with the number of time-delay feedback. We firstly give a diagrammatic derivation of the tensor network states, which is valuable in simulating matrix product states and projected entangled pair states generated from sequential photons. Our method also provides a simple way to bridge and analyze the experimental imperfections and the logical errors of the generated states. In this method, we analyze the generated cluster states under realistic experimental conditions and address both one-qubit and two-qubit errors. Through numerical simulation, we observe an optimal atom-cavity cooperativity for the fidelity of the generated states, which is surprising given the prevailing assumption that higher cooperativity systems are inherently better for photonic applications.
• Abstract（参考訳）: クラスター状態は多くの量子情報処理アプリケーションで有用である。 特に、普遍的な測定ベースの量子計算(MBQC)は2次元のクラスタ状態を利用し、トポロジカルにフォールトトレラントなMBQCは3次元以上のクラスタ状態を必要とする。 本研究では,単一原子空洞システムと時間遅延フィードバックを用いて,多次元フォトニッククラスター状態を生成するプロトコルを提案する。 クラスタ状態の次元は、時間遅延フィードバックの数で線形に増加する。 まず、テンソルネットワーク状態の図式導出を行い、行列積状態と逐次光子から生成される絡み合った対状態のシミュレーションに有用である。 また,本手法は,実験上の欠陥と生成状態の論理的誤りをブリッジし解析する簡単な方法を提供する。 本研究では,現実的な実験条件下で生成されたクラスタ状態を解析し,1キュービットと2キュービットの誤差に対処する。 数値シミュレーションにより,生成状態の忠実性に最適な原子キャビティ協調性が観察された。

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