論文の概要: Ancilla-Error-Transparent Controlled Beam Splitter Gate

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.04375v2
• Date: Mon, 10 Jan 2022 09:10:03 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-05 03:15:08.712925
• Title: Ancilla-Error-Transparent Controlled Beam Splitter Gate
• Title（参考訳）: アンシラ型透明ビームスプリッタゲート
• Authors: Iivari Pietik\"ainen, Ond\v{r}ej \v{C}ernot\'ik, Shruti Puri, Radim Filip, S. M. Girvin
• Abstract要約: 我々はKerr-catの量子ビットを用いたハイブリッドcSWAPの新たな実現法を提案する。 カーキャットは制御相ビームスプリッター(cPBS)演算を生成するために使用される。 Kerr-catの強いバイアス付きエラーチャネルは、ビットフリップよりも支配的な位相フリップを持つ。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: In hybrid circuit QED architectures containing both ancilla qubits and bosonic modes, a controlled beam splitter gate is a powerful resource. It can be used to create (up to a controlled-parity operation) an ancilla-controlled SWAP gate acting on two bosonic modes. This is the essential element required to execute the `swap test' for purity, prepare quantum non-Gaussian entanglement and directly measure nonlinear functionals of quantum states. It also constitutes an important gate for hybrid discrete/continuous-variable quantum computation. We propose a new realization of a hybrid cSWAP utilizing `Kerr-cat' qubits -- anharmonic oscillators subject to strong two-photon driving. The Kerr-cat is used to generate a controlled-phase beam splitter (cPBS) operation. When combined with an ordinary beam splitter one obtains a controlled beam-splitter (cBS) and from this a cSWAP. The strongly biased error channel for the Kerr-cat has phase flips which dominate over bit flips. This yields important benefits for the cSWAP gate which becomes non-destructive and transparent to the dominate error. Our proposal is straightforward to implement and, based on currently existing experimental parameters, should achieve controlled beam-splitter gates with high fidelities comparable to current ordinary beam-splitter operations available in circuit QED.
• Abstract（参考訳）: アンシラ量子ビットとボソニックモードの両方を含むハイブリッド回路QEDアーキテクチャでは、制御ビームスプリッタゲートが強力なリソースである。 アンシラ制御のSWAPゲートを2つのボソニックモードで動作させる(制御パリティ操作まで)ために使用することができる。 これは純粋性のための'swap test'の実行に必要な必須要素であり、量子非ゲージの絡み合いを準備し、量子状態の非線形汎関数を直接測定する。 また、離散的/連続的な量子計算のための重要なゲートを構成する。 強い2光子駆動を受ける「kerr-cat」量子ビットを用いたハイブリッドcswapの新たな実現法を提案する。 Kerr-catは、制御相ビームスプリッター(cPBS)演算を生成するために使用される。 通常のビームスプリッタと組み合わせると、制御ビームスプリッタ(cBS)を取得し、そこからcSWAPを得る。 Kerr-catの強いバイアス付きエラーチャネルは、ビットフリップよりも支配的な位相フリップを持つ。 これにより、支配エラーに対して非破壊的で透明になるcSWAPゲートに重要な利益をもたらす。 提案手法は実装が容易で,既存の実験パラメータに基づいて,回路QEDで利用可能な通常のビームスプリッタ動作に匹敵する高忠実度のビームスプリッタゲートを制御すべきである。

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