論文の概要: Surpassing spectator qubits with photonic modes and continuous
measurement for Heisenberg-limited noise mitigation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.06821v2
- Date: Sat, 12 Aug 2023 04:39:27 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-08-15 22:47:09.989804
- Title: Surpassing spectator qubits with photonic modes and continuous
measurement for Heisenberg-limited noise mitigation
- Title（参考訳）: ハイゼンベルク制限雑音緩和のためのフォトニックモードを用いたスペクトル量子ビット超過と連続計測
- Authors: Andrew Lingenfelter and Aashish A. Clerk
- Abstract要約: ノイズは、脆弱な量子状態の生成と保存に常に挑戦している。
近年の研究では、スペクトル量子ビットを用いたノイズ緩和のための資源として、空間雑音相関が利用できることが示唆されている。
工学的な散逸を用いて、スペクトルモードのノイズ緩和を完全自律的に行うことができることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Noise is an ever-present challenge to the creation and preservation of
fragile quantum states. Recent work suggests that spatial noise correlations
can be harnessed as a resource for noise mitigation via the use of spectator
qubits to measure environmental noise. In this work we generalize this concept
from spectator qubits to a spectator mode: a photonic mode which continuously
measures spatially correlated classical dephasing noise and applies a
continuous correction drive to frequency-tunable data qubits. Our analysis
shows that by using many photon states, spectator modes can surpass many of the
quantum measurement constraints that limit spectator qubit approaches. We also
find that long-time data qubit dephasing can be arbitrarily suppressed, even
for white noise dephasing. Further, using a squeezing (parametric) drive, the
error in the spectator mode approach can exhibit Heisenberg-limited scaling in
the number of photons used. We also show that spectator mode noise mitigation
can be implemented completely autonomously using engineered dissipation. In
this case no explicit measurement or processing of a classical measurement
record is needed. Our work establishes spectator modes as a potentially
powerful alternative to spectator qubits for noise mitigation.
- Abstract（参考訳）: ノイズは、脆弱な量子状態の生成と保存に常に挑戦している。
近年の研究では,環境騒音の計測にspectator qubitsを用いて空間雑音相関をノイズ緩和の資源として活用できることが示唆されている。
本研究では,空間的相関のある古典的強調雑音を連続的に測定し,連続補正駆動を周波数可変データキュービットに適用するフォトニックモードを,spectator qubitsからspectator modeに一般化する。
解析の結果、多くの光子状態を用いることで、スペクトレーターモードは、スペクトレーター量子ビットアプローチを制限する量子測定の制約の多くを超越できることがわかった。
また,ホワイトノイズを強調しても長時間データ量子化は任意に抑制できることがわかった。
さらに、スキューズ(パラメトリック)ドライブを用いて、オブザーバモードアプローチの誤差は、使用する光子の数にハイゼンベルク限定のスケーリングを示すことができる。
また, スペクタモードのノイズ低減は, 設計された散逸を用いて完全に自律的に実現可能であることを示した。
この場合、古典的測定記録の明示的な測定や処理は不要である。
私たちの研究は、ノイズ軽減のためのspectator qubitsの潜在的に強力な代替手段としてspectator modesを確立しています。
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