論文の概要: All-photonic architectural roadmap for scalable quantum computing using
Greenberger-Horne-Zeilinger states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2109.12280v4
- Date: Mon, 1 Aug 2022 14:50:28 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-13 19:06:58.194077
- Title: All-photonic architectural roadmap for scalable quantum computing using
Greenberger-Horne-Zeilinger states
- Title（参考訳）: Greenberger-Horne-Zeilinger状態を用いたスケーラブル量子コンピューティングのための全フォトニックアーキテクチャロードマップ
- Authors: Srikrishna Omkar, Seok-Hyung Lee, Yong Siah Teo, Seung-Woo Lee and
Hyunseok Jeong
- Abstract要約: 本稿では、3光子グリーンベルガー・ホーネ・ザイリンガー状態(GHZ)の可用性を利用する線形光学量子コンピューティングのアーキテクチャを提案する。
我々のアーキテクチャとそのサブバリアントは、GHZ状態、偏光ビームスプリッタ、遅延線、光スイッチ、オンオフ検出器で光子を用いる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Linear optical quantum computing is beset by the lack of deterministic
entangling operations besides photon loss. Motivated by advancements at the
experimental front in deterministic generation of various kinds of multiphoton
entangled states, we propose an architecture for linear-optical quantum
computing that harnesses the availability of three-photon
Greenberger-Horne-Zeilinger (GHZ) states. Our architecture and its subvariants
use polarized photons in GHZ states, polarization beam splitters, delay lines,
optical switches and on-off detectors. We concatenate topological quantum error
correction code with three-qubit repetition codes and estimate that our
architecture can tolerate remarkably high photon-loss rate of $11.5 \%$; this
makes a drastic change that is at least an order higher than those of known
proposals. Further, considering three-photon GHZ states as resources, we
estimate the resource overheads to perform gate operations with an accuracy of
$10^{-6}~(10^{-15})$ to be $2.0\times10^6~(5.6\times10^7)$. Compared to other
all-photonic schemes, our architecture is also resource-efficient. In addition,
the resource overhead can be even further improved if larger GHZ states are
available. Given its striking enhancement in the photon loss threshold and the
recent progress in generating multiphoton entanglement, our scheme will make
scalable photonic quantum computing a step closer to reality.
- Abstract（参考訳）: 線形光量子コンピューティングは、光子損失以外の決定論的エンタングリング演算の欠如によって実現される。
種々の多光子絡み合った状態の決定論的生成における実験面の進歩により, 3光子グリーンベルガー・ホルン・ザイリンガー状態(GHZ)の可利用性を利用した線形光量子コンピューティングのアーキテクチャを提案する。
我々のアーキテクチャとその変種は、GHZ状態の偏光子、偏光ビームスプリッタ、遅延線、光スイッチ、オンオフ検出器を使用する。
我々は、位相的量子誤り訂正符号を3量子ビット反復符号と結合し、我々のアーキテクチャは、非常に高い光子損失率(11.5ドル)を許容できると推定する。
さらに、資源として3光子GHZ状態を考えると、資源オーバーヘッドを10^{-6}~(10^{-15})$$2.0\times10^6~(5.6\times10^7)$と見積もる。
他の全フォトニックスキームと比較して、我々のアーキテクチャはリソース効率も高い。
さらに、より大きなGHZ状態が利用可能であれば、リソースオーバーヘッドをさらに改善することができる。
光子損失しきい値の大幅な向上と多光子絡みの発生の最近の進展を考慮すれば、スケーラブルなフォトニック量子コンピューティングは現実に一歩近づいたものになるでしょう。
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