論文の概要: Optimal encoding of oscillators into more oscillators

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.11970v1
• Date: Thu, 22 Dec 2022 18:54:57 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 05:00:19.300843
• Title: Optimal encoding of oscillators into more oscillators
• Title（参考訳）: 発振器の高次発振器への最適符号化
• Authors: Jing Wu, Anthony J. Brady and Quntao Zhuang
• Abstract要約: 均質雑音に対するゴッテマン・キタエフ・プレスキル一般符号のうち、最適発振器・オシレータ符号を導出する。 2モードのデータとアンシラの場合、D4格子(D4格子)は低次元格子の積よりも優れている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.54745967534443
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Bosonic encoding of quantum information into harmonic oscillators is a hardware efficient approach to battle noise. In this regard, oscillator-to-oscillator codes not only provide an additional opportunity in bosonic encoding, but also extend the applicability of error correction to continuous-variable states ubiquitous in quantum sensing and communication. In this work, we derive the optimal oscillator-to-oscillator codes among the general family of Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP)-stablizer codes for homogeneous noise. We prove that an arbitrary GKP-stabilizer code can be reduced to a generalized GKP two-mode-squeezing (TMS) code. Therefore, the optimal encoding can be constructed from GKP-TMS codes with optimized GKP lattice and TMS gains. For single-mode data and ancilla, this optimal code design problem can be efficiently solved, and we further provide numerical evidence that a hexagonal GKP lattice is optimal and strictly better than the previously adopted square lattice. For the multimode case, general GKP lattice optimization is challenging. In the two-mode data and ancilla case, we identify the D4 lattice -- a 4-dimensional dense-packing lattice -- to be superior to a product of lower dimensional lattices.
• Abstract（参考訳）: 量子情報の調和振動子へのボソニック符号化は、バトルノイズに対するハードウェア効率の良いアプローチである。 この点において、発振器-オシレータ符号はボソニック符号化における追加の機会を提供するだけでなく、量子センシングや通信においてユビキタスな連続可変状態への誤り訂正の適用性も拡張する。 本研究では,同種雑音に対するゴッテマン・キタエフ・プレススキル(GKP)-スタビライザー符号の一般家系間で最適な発振器・オシレータ符号を導出する。 任意のGKP安定化コードを一般化GKP2モードスケザリング(TMS)コードに還元できることを示す。 したがって、最適化されたGKP格子とTMSゲインを持つGKP-TMS符号から最適符号化を構築することができる。 単一モードデータやアンシラに対しては,この最適符号設計問題を効率よく解くことができ,また,六角形GKP格子が従来採用されていた2乗格子よりも最適かつ厳密であることを示す数値的証拠も提供する。 マルチモードの場合、一般的なGKP格子最適化は困難である。 2モードデータとアンシラケースでは、d4格子(4次元密充填格子)を低次元格子の積よりも優れていると同定する。

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