論文の概要: Construction of Bias-preserving Operations for Pair-cat Code

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2208.06913v1
• Date: Sun, 14 Aug 2022 20:45:26 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-31 03:55:38.225360
• Title: Construction of Bias-preserving Operations for Pair-cat Code
• Title（参考訳）: ペアキャット符号のバイアス保存操作の構築
• Authors: Ming Yuan, Qian Xu, Liang Jiang
• Abstract要約: マルチレベルシステムは、バイアス保存量子演算の望ましいセットを達成することができる。 猫符号は、励起損失誤差に対する連続量子誤差補正とは互換性がない。 バイアス保存処理をペアカット符号に一般化し、ボゾン損失とデフォーカスエラーの両方に対して連続量子誤り補正に適合させる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 17.34207569961146
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Fault-tolerant quantum computation with depolarization error often requires demanding error threshold and resource overhead. If the operations can maintain high noise bias -- dominated by dephasing error with small bit-flip error -- we can achieve hardware-efficient fault-tolerant quantum computation with a more favorable error threshold. Distinct from two-level physical systems, multi-level systems (such as harmonic oscillators) can achieve a desirable set of bias-preserving quantum operations while using continuous engineered dissipation or Hamiltonian protection to stabilize to the encoding subspace. For example, cat codes stabilized with driven-dissipation or Kerr nonlinearity can possess a set of biased-preserving gates while continuously correcting bosonic dephasing error. However, cat codes are not compatible with continuous quantum error correction against excitation loss error, because it is challenging to continuously monitor the parity to correct photon loss errors. In this work, we generalize the bias-preserving operations to pair-cat codes, which can be regarded as a multimode generalization of cat codes, to be compatible with continuous quantum error correction against both bosonic loss and dephasing errors. Our results open the door towards hardware-efficient robust quantum information processing with both bias-preserving operations and continuous quantum error correction simultaneously correcting bosonic loss and dephasing errors.
• Abstract（参考訳）: 脱分極誤差を伴うフォールトトレラント量子計算は、しばしばエラー閾値とリソースオーバーヘッドを必要とする。 もし演算が高いノイズバイアス(ビットフリップ誤差の少ないデフォーカスエラー)を維持することができれば、より好ましいエラー閾値でハードウェア効率の良いフォールトトレラント量子計算を実現できる。 2レベル物理系とは違い、多レベル系(調和振動子など)は、符号化部分空間に安定化するために連続工学的な散逸またはハミルトン保護を用いて、バイアス保存量子演算の望ましいセットを達成することができる。 例えば、駆動散逸やカー非線形性によって安定化された猫符号は、ボソニックデファスメント誤差を継続的に補正しながら、バイアス付き保存ゲートを持つことができる。 しかし、猫符号は、光子損失誤差を補正するためにパリティを継続的に監視することが難しいため、励起損失誤差に対する連続量子誤差補正とは互換性がない。 本研究では,猫符号のマルチモード一般化と見なすことのできるペアキャット符号に対するバイアス保存操作を一般化し,ボソニック損失と位相誤差の両方に対する連続的量子誤差補正と両立させる。 ハードウェア効率のよい量子情報処理に向けて,バイアス保存操作と連続量子誤差補正を同時に行うことで,ボゾン損失とデフォーカスエラーを同時に補正する。

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