論文の概要: Performance of teleportation-based error correction circuits for bosonic
codes with noisy measurements
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.01009v2
- Date: Mon, 16 May 2022 13:54:17 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-20 03:11:51.422869
- Title: Performance of teleportation-based error correction circuits for bosonic
codes with noisy measurements
- Title（参考訳）: 雑音測定によるボソニック符号のテレポーテーションに基づく誤り訂正回路の性能
- Authors: Timo Hillmann, Fernando Quijandr\'ia, Arne L. Grimsmo, Giulia Ferrini
- Abstract要約: 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。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 58.720142291102135
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Bosonic quantum error-correcting codes offer a viable direction towards
reducing the hardware overhead required for fault-tolerant quantum information
processing. A broad class of bosonic codes, namely rotation-symmetric codes,
can be characterized by their phase-space rotation symmetry. However, their
performance has been examined to date only within an idealistic noise model.
Here, we further analyze the error-correction capabilities of
rotation-symmetric codes using a teleportation-based error-correction circuit.
To this end, we numerically compute the average gate fidelity, including
measurement errors into the noise model of the data qubit. Focusing on physical
measurement models, we assess the performance of heterodyne and adaptive
homodyne detection in comparison to the previously studied canonical phase
measurement. This setting allows us to shed light on the role of different
currently available measurement schemes when decoding the encoded information.
We find that with the currently achievable measurement efficiencies in
microwave optics, bosonic rotation codes undergo a substantial decrease in
their break-even potential. In addition, we perform a detailed analysis of
Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) codes using a similar error-correction circuit
that allows us to analyze the effect of realistic measurement models on
different codes. In comparison to RSB codes, we find for GKP codes an even
greater reduction in performance together with a vulnerability to photon-number
dephasing. Our results show that highly efficient measurement protocols
constitute a crucial building block towards error-corrected quantum information
processing with bosonic continuous-variable systems.
- Abstract（参考訳）: ボソニック量子誤り訂正符号は、フォールトトレラントな量子情報処理に必要なハードウェアオーバーヘッドを減らすための実行可能な方向を提供する。
ボソニック符号の幅広いクラス、すなわち回転対称符号は、位相空間回転対称性によって特徴づけられる。
しかし、その性能は理想主義的なノイズモデル内でのみ検証されている。
本稿では、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更に解析する。
この目的のために,データキュービットのノイズモデルに計測誤差を含む平均ゲート忠実度を数値的に計算する。
ヘテロダインおよび適応ホモダイン検出の性能を,従来研究した標準位相測定と比較し,物理的測定モデルに着目して評価した。
この設定により、エンコードされた情報をデコードするときに、現在利用可能な異なる測定スキームの役割に光を当てることができる。
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わかった。
さらに,Gottesman-Kitaev-Preskill(GKP)符号を類似の誤り訂正回路を用いて詳細に解析し,実測モデルが異なる符号に与える影響を解析する。
RSB符号と比較すると、GKP符号は光子数復号化の脆弱性とともに性能がさらに低下することがわかった。
その結果,bosonic continuous-variable systemを用いた誤り訂正量子情報処理において,高効率な計測プロトコルが重要な構成要素であることがわかった。
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