論文の概要: Combined Dissipative and Hamiltonian Confinement of Cat Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2112.05545v4
- Date: Fri, 1 Apr 2022 09:10:54 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-04 22:42:49.346063
- Title: Combined Dissipative and Hamiltonian Confinement of Cat Qubits
- Title（参考訳）: 猫クビットの放散とハミルトン閉じ込めの併用
- Authors: Ronan Gautier, Alain Sarlette, Mazyar Mirrahimi
- Abstract要約: キャット量子ビットは、量子調和振動子の位相空間における非局所符号化から引き継がれた指数誤差バイアスを特徴とする。
本稿では,2光子散逸と2光子交換(TPE)ハミルトニアン(Hミルトニアン)を併用した2光子散逸に基づく新しい複合散逸法を提案する。
消散性やハミルトニアン方式に比べて性能が大幅に向上した高速かつバイアス保存ゲートを実証する。
- 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: Quantum error correction with biased-noise qubits can drastically reduce the
hardware overhead for universal and fault-tolerant quantum computation. Cat
qubits are a promising realization of biased-noise qubits as they feature an
exponential error bias inherited from their non-local encoding in the phase
space of a quantum harmonic oscillator. To confine the state of an oscillator
to the cat qubit manifold, two main approaches have been considered so far: a
Kerr-based Hamiltonian confinement with high gate performances, and a
dissipative confinement with robust protection against a broad range of noise
mechanisms. We introduce a new combined dissipative and Hamiltonian confinement
scheme based on two-photon dissipation together with a Two-Photon Exchange
(TPE) Hamiltonian. The TPE Hamiltonian is similar to Kerr nonlinearity, but
unlike the Kerr it only induces a bounded distinction between even- and
odd-photon eigenstates, a highly beneficial feature for protecting the cat
qubits with dissipative mechanisms. Using this combined confinement scheme, we
demonstrate fast and bias-preserving gates with drastically improved
performance compared to dissipative or Hamiltonian schemes. In addition, this
combined scheme can be implemented experimentally with only minor modifications
of existing dissipative cat qubit experiments.
- Abstract（参考訳）: バイアスドノイズ量子ビットによる量子誤差補正は、普遍的でフォールトトレラントな量子計算のハードウェアオーバーヘッドを大幅に削減することができる。
猫量子ビットは、量子調和振動子の位相空間における非局所符号化から引き継がれた指数誤差バイアスを特徴とする、バイアス付き雑音量子ビットの有望な実現である。
発振器の状態をキャットキュービット多様体に限定するために、高いゲート性能を持つカーベースのハミルトニアン閉じ込めと、幅広いノイズ機構に対する堅牢な保護を備えた散逸閉じ込めの2つの主要なアプローチが検討されている。
本稿では,2光子散逸と2光子交換(TPE)ハミルトニアン(Hミルトニアン)を併用した2光子散逸に基づく新しい複合散逸法を提案する。
tpeハミルトニアンはケラー非線形性に似ているが、ケラーと異なり偶数と奇数光子固有状態の有界な区別しか起こさないため、猫のキュービットを散逸機構で守るのに非常に有益である。
この組み合わせによる閉じ込め方式を用いることで, 消散性やハミルトニアン方式に比べて性能が大幅に向上した高速かつバイアス保存ゲートを実証する。
さらに、この組み合わせ方式は、既存の消散性猫量子ビット実験の小さな修正だけで実験的に実装することができる。
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