論文の概要: Spin squeezed GKP codes for quantum error correction in atomic ensembles
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2211.05181v2
- Date: Mon, 19 Jun 2023 19:58:35 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-06-22 05:20:23.653407
- Title: Spin squeezed GKP codes for quantum error correction in atomic ensembles
- Title（参考訳）: スピン圧縮GKP符号による原子アンサンブルの量子誤差補正
- Authors: Sivaprasad Omanakuttan and T.J. Volkoff
- Abstract要約: GKP符号は量子系の変位位相空間の量子ビットを符号化する。
単一モードCVGKP符号の原子アンサンブル類似体を提案する。
スピンGKP符号は、猫符号や二項符号など、他のスピン系符号よりも優れていることがわかった。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/
- Abstract: GKP codes encode a qubit in displaced phase space combs of a
continuous-variable (CV) quantum system and are useful for correcting a variety
of high-weight photonic errors. Here we propose atomic ensemble analogues of
the single-mode CV GKP code by using the quantum central limit theorem to pull
back the phase space structure of a CV system to the compact phase space of a
quantum spin system. We study the optimal recovery performance of these codes
under error channels described by stochastic relaxation and isotropic ballistic
dephasing processes using the diversity combining approach for calculating
channel fidelity. We find that the spin GKP codes outperform other spin system
codes such as cat codes or binomial codes. Our spin GKP codes based on the
two-axis countertwisting interaction and superpositions of SU(2) coherent
states are direct spin analogues of the finite-energy CV GKP codes, whereas our
codes based on one-axis twisting do not yet have well-studied CV analogues. An
implementation of the spin GKP codes is proposed which uses the linear
combination of unitaries method, applicable to both the CV and spin GKP
settings. Finally, we discuss a fault-tolerant approximate gate set for quantum
computing with spin GKP-encoded qubits, obtained by translating gates from the
CV GKP setting using quantum central limit theorem.
- Abstract（参考訳）: gkp符号は、連続変数(cv)量子システムの変位位相空間コム内の量子ビットを符号化し、様々な重み付きフォトニックエラーの修正に有用である。
本稿では, 量子中心極限定理を用いて, cv系の位相空間構造を量子スピン系のコンパクト位相空間に引き戻すために, 単一モードcv gkp符号の原子アンサンブルアナログを提案する。
確率緩和法と等方的弾道復号法によって記述された誤差チャネルの最適回復性能について,多様性結合法を用いて検討した。
スピンGKP符号は、猫符号や二項符号など、他のスピン系符号よりも優れていることがわかった。
2軸対向相互作用に基づくスピンgkp符号とsu(2)コヒーレント状態の重ね合わせは有限エネルギーcv gkp符号の直接スピンアナログであるが、一方1軸ねじれに基づく我々の符号はよく研究されたcvアナログを持っていない。
CVとスピンGKP設定の両方に適用可能なユニタリ法を線形に組み合わせたスピンGKP符号の実装を提案する。
最後に,量子中心極限定理を用いてcv gkp設定からゲートを変換したスピンgkpエンコード量子ビットを用いた,量子計算のためのフォールトトレラント近似ゲートセットについて考察する。
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