論文の概要: Equivalent noise properties of scalable continuous-variable cluster states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2305.11630v1
• Date: Fri, 19 May 2023 12:17:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-05-22 14:40:07.032049
• Title: Equivalent noise properties of scalable continuous-variable cluster states
• Title（参考訳）: スケーラブル連続変数クラスタ状態の等価雑音特性
• Authors: Blayney W. Walshe, Rafael N. Alexander, Takaya Matsuura, Ben Q. Baragiola, Nicolas C. Menicucci
• Abstract要約: Gottesman-Kitaev-Preskill(GKP)量子ビットと組み合わせた光連続可変クラスター状態(CVCS)は、フォールトトレラント量子計算を可能にする。 従来の研究では、特定のCVCSであるクアッドレール格子(QRL)は、他のものよりもGKPゲートエラー率が低いと結論付けられていた。 本研究では,他の多くのCVCSがQRLの操作等価性を同定することにより,このレベルの性能を実現することを示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optical continuous-variable cluster states (CVCSs) in combination with Gottesman-Kitaev-Preskill~(GKP) qubits enable fault-tolerant quantum computation so long as these resources are of high enough quality. Previous studies concluded that a particular CVCS, the quad rail lattice~(QRL), exhibits lower GKP gate-error rate than others do. We show in this work that many other experimentally accessible CVCSs also achieve this level of performance by identifying operational equivalences to the QRL. Under this equivalence, the GKP Clifford gate set for each CVCS maps straightforwardly from that of the QRL, inheriting its noise properties. Furthermore, each cluster state has at its heart a balanced four-splitter -- the four-mode extension to a balanced beam splitter. We classify all four-splitters, show they form a single equivalence class under SWAP and parity operators, and we give a construction of any four-splitter with linear optics, thus extending the toolbox for theoretical and experimental cluster-state design and analysis.
• Abstract（参考訳）: Gottesman-Kitaev-Preskill~(GKP)量子ビットと組み合わせた光連続可変クラスター状態(CVCS)は、これらのリソースが十分に高品質である限り、フォールトトレラントな量子計算を可能にする。 以前の研究では、特定のCVCSであるクアッドレール格子~(QRL)は、他のものよりもGKPゲートエラー率が低いと結論付けられていた。 本研究では,他の多くのCVCSがQRLの操作等価性を同定することにより,このレベルの性能を実現することを示す。 この等価性の下で、各CVCS に対する GKP Clifford ゲートは QRL から直接写像され、そのノイズ特性を継承する。 さらに、各クラスタ状態は、バランスドビームスプリッタへの4モード拡張であるバランスド4スプリッターを持つ。 スワップとパリティ演算子の下で1つの同値クラスを形成し、線形光学を持つ任意の4つのスプリッターの構成を与えることにより、理論的および実験的クラスター状態設計および分析のためのツールボックスを拡張する。

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