論文の概要: Generating Gottesman-Kitaev-Preskill qubit using a cross-Kerr interaction between a squeezed light and Fock states in optics

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.04801v2
• Date: Tue, 1 Feb 2022 06:47:02 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-15 11:47:34.398504
• Title: Generating Gottesman-Kitaev-Preskill qubit using a cross-Kerr interaction between a squeezed light and Fock states in optics
• Title（参考訳）: 光学系における励起光とフォック状態の交差ケラー相互作用を用いたゴッテマン・キタエフ・プレスキル量子ビットの生成
• Authors: Kosuke Fukui, Mamoru Endo, Warit Asavanant, Atsushi Sakaguchi, Jun-ichi Yoshikawa, Akira Furusawa
• Abstract要約: 本稿では, 圧縮光とフォック状態の重畳との交差ケラー相互作用を用いて, ゴッテマン・キタエフ・プレスキル(GKP)量子ビットの生成法を提案する。 10dBのGKP量子ビットは、それぞれ2.7と4.8%の成功確率で99.99と99.9%の忠実度で生成可能であることを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) qubit is a promising ingredient for fault-tolerant quantum computation (FTQC) in optical continuous variables due to its advantage of noise tolerance and scalability. However, one of the main problems in the preparation of the optical GKP qubit is the difficulty in obtaining the nonlinearity. Cross-Kerr interaction is one of the promising candidates for this nonlinearity. There is no existing scheme to use the cross-Kerr interaction to generate the optical GKP qubit for FTQC. In this work, we propose a generation method of the GKP qubit by using a cross-Kerr interaction between a squeezed light and a superposition of Fock states. We numerically show that the GKP qubit with the 10 dB can be generated with a mean fidelities of 99.99 and 99.9% at the success probabilities of 2.7 and 4.8%, respectively. Therefore, our method has potential method to generate the optical GKP qubit with a quality required for FTQC when we obtain the sufficient technologies for the preparation of ancillary Fock states and a cross-Kerr interaction.
• Abstract（参考訳）: Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) qubitは、耐雑音性とスケーラビリティの利点から、光連続変数におけるフォールトトレラント量子計算(FTQC)の有望な要素である。 しかし、光学的GKP量子ビットの作成における主な問題は、非線形性を得るのが難しいことである。 クロスカー相互作用はこの非線形性の有望な候補の1つである。 FTQC用の光GKP量子ビットを生成するためにクロスケラー相互作用を使用する方法は存在しない。 本研究では, 圧縮光とフォック状態の重畳との交差ケラー相互作用を用いたGKP量子ビットの生成法を提案する。 10dbのgkp量子ビットは、それぞれ2.7と4.8%の確率で平均99.99と99.9%で生成可能であることを数値的に示す。 そこで本手法では,光gkp量子ビットをftqcに必要な品質で生成する可能性を秘めている。

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