論文の概要: Dual-rail encoding with superconducting cavities
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.12077v2
- Date: Tue, 17 Oct 2023 01:39:05 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-10-18 22:51:16.662682
- Title: Dual-rail encoding with superconducting cavities
- Title（参考訳）: 超伝導キャビティを用いたデュアルレール符号化
- Authors: James D. Teoh, Patrick Winkel, Harshvardhan K. Babla, Benjamin J.
Chapman, Jahan Claes, Stijn J. de Graaf, John W.O. Garmon, William D. Kalfus,
Yao Lu, Aniket Maiti, Kaavya Sahay, Neel Thakur, Takahiro Tsunoda, Sophia H.
Xue, Luigi Frunzio, Steven M. Girvin, Shruti Puri, and Robert J. Schoelkopf
- Abstract要約: 2つの超伝導マイクロ波キャビティの単一光子部分空間に、我々の物理量子ビットを符号化する回路量子電気力学(QED)デュアルレール量子ビットを導入する。
本稿では, 状態準備, 論理的読み出し, パラメトリゾブル単一および2量子ゲートを含む, ゲートベースのユニバーサル操作の実施方法について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.003418126964701
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
- Abstract: The design of quantum hardware that reduces and mitigates errors is essential
for practical quantum error correction (QEC) and useful quantum computation. To
this end, we introduce the circuit-Quantum Electrodynamics (QED) dual-rail
qubit in which our physical qubit is encoded in the single-photon subspace of
two superconducting microwave cavities. The dominant photon loss errors can be
detected and converted into erasure errors, which are in general much easier to
correct. In contrast to linear optics, a circuit-QED implementation of the
dual-rail code offers unique capabilities. Using just one additional transmon
ancilla per dual-rail qubit, we describe how to perform a gate-based set of
universal operations that includes state preparation, logical readout, and
parametrizable single and two-qubit gates. Moreover, first-order hardware
errors in the cavities and the transmon can be detected and converted to
erasure errors in all operations, leaving background Pauli errors that are
orders of magnitude smaller. Hence, the dual-rail cavity qubit exhibits a
favorable hierarchy of error rates and is expected to perform well below the
relevant QEC thresholds with today's coherence times.
- Abstract（参考訳）: 誤りを減らし緩和する量子ハードウェアの設計は、実用的な量子エラー補正(QEC)と有用な量子計算に不可欠である。
この目的のために,2つの超伝導マイクロ波キャビティの単一光子部分空間に物理量子ビットを符号化する回路量子電気力学(QED)デュアルレール量子ビットを導入する。
支配的な光子損失エラーは検出され、消去エラーに変換され、一般的には修正が容易である。
線形光学とは対照的に、デュアルレール符号の回路QED実装にはユニークな機能がある。
デュアルレールキュービット毎に1つのトランスモンアンシラを使用して、状態準備、論理読み出し、パラメータ可能なシングルおよび2キュービットゲートを含む、ゲートベースのユニバーサル操作の実行方法を記述する。
さらに、キャビティとトランスモンの1次ハードウェアエラーを検出して、すべての操作のエラーを消去するために変換することができ、バックグラウンドのpauliエラーは桁違いに小さくなる。
したがって、デュアルレールキャビティ量子ビットは誤り率の好ましい階層を示し、今日のコヒーレンス時間とともに関連するqecしきい値よりも高い性能を期待できる。
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