論文の概要: Fault-tolerant quantum computation by hybrid qubits with bosonic cat-code and single photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.00450v1
• Date: Sun, 31 Dec 2023 10:57:31 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-01-03 17:20:58.366781
• Title: Fault-tolerant quantum computation by hybrid qubits with bosonic cat-code and single photons
• Title（参考訳）: ボソニックキャットコードと単一光子を用いたハイブリッド量子ビットによるフォールトトレラント量子計算
• Authors: Jaehak Lee, Nuri Kang, Seok-Hyung Lee, Hyunseok Jeong, Liang Jiang, Seung-Woo Lee
• Abstract要約: 本稿では、離散変数(DV)と連続変数(CV)の両方の利点を生かして、フォールトトレラントなハイブリッド量子計算を導入する。 我々は,現在のフォトニックプラットフォームで実装可能な,ボソニックキャットコードと単一光子を用いたCV-DVハイブリッド量子ビットを定義する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.37194089509778
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Hybridizing different degrees of freedom or physical platforms potentially offers various advantages in building scalable quantum architectures. We here introduce a fault-tolerant hybrid quantum computation by taking the advantages of both discrete variable (DV) and continuous variable (CV) systems. Particularly, we define a CV-DV hybrid qubit with bosonic cat-code and single photon, which is implementable in current photonic platforms. By the cat-code encoded in the CV part, the dominant loss errors are readily correctable without multi-qubit encoding, while the logical basis is inherently orthogonal due to the DV part. We design fault-tolerant architectures by concatenating hybrid qubits and an outer DV quantum error correction code such as topological codes, exploring their potential merits in developing scalable quantum computation. We demonstrate by numerical simulations that our scheme is at least an order of magnitude more resource-efficient over all previous proposals in photonic platforms, allowing to achieve a record-high loss threshold among existing CV and hybrid approaches. We discuss its realization not only in all-photonic platforms but also in other hybrid platforms including superconduting and trapped-ion systems, which allows us to find various efficient routes towards fault-tolerant quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 異なる自由度や物理的プラットフォームをハイブリッド化することは、スケーラブルな量子アーキテクチャを構築する上で様々な利点をもたらす可能性がある。 本稿では、離散変数(DV)と連続変数(CV)の両方の利点を生かして、フォールトトレラントなハイブリッド量子計算を導入する。 特に,現在のフォトニックプラットフォームで実装可能な,ボソニックキャットコードと単一光子を用いたCV-DVハイブリッド量子ビットを定義する。 CV部で符号化されたキャットコードにより、DV部により論理基底が本質的に直交するのに対して、マルチビット符号化なしで、支配的損失誤差を容易に補正できる。 我々は,ハイブリッド量子ビットとトポロジカルコードなどの外DV量子誤り訂正符号を連結してフォールトトレラントアーキテクチャを設計し,スケーラブルな量子計算の開発におけるその可能性を探る。 シミュレーションにより,本手法は従来提案されていたフォトニックプラットフォームよりも,少なくとも1桁の資源効率が向上し,既存のCVおよびハイブリッドアプローチの損失閾値を達成できることを示した。 我々は、全フォトニックプラットフォームだけでなく、スーパーコンデュッティングやトラップイオンシステムを含む他のハイブリッドプラットフォームでもその実現について論じ、フォールトトレラントな量子コンピューティングへの様々な効率的な経路を見つけることができる。

関連論文リスト

• Deterministic generation of concatenated graph codes from quantum emitters [0.0]
  フォールトトレラントな構造と損失を効率的に補正できるコードを組み合わせることは、これを実現するための有望なアプローチである。 メモリに結合した2つの量子エミッタまたは1つの量子エミッタからの多光子放射を用いたグラフコード生成手法を提案する。 これらの手法により,高光子損失と標準核融合ゲートを有する実用計算において,フォールトトレラント核融合に基づく量子状態が実現可能であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2024-06-24T14:44:23Z)
• Hybrid quantum transfer learning for crack image classification on NISQ hardware [62.997667081978825]
  グレー値画像のひび割れ検出に量子転送学習を適用した。 我々は、PennyLaneの標準量子ビットのパフォーマンスとトレーニング時間を、IBMのqasm_simulatorや実際のバックエンドと比較する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-07-31T14:45:29Z)
• Experimental realization of deterministic and selective photon addition in a bosonic mode assisted by an ancillary qubit [50.591267188664666]
  ボソニック量子誤り訂正符号は、主に単一光子損失を防ぐために設計されている。 エラー修正には、エラー状態 -- 逆のパリティを持つ -- をコード状態にマッピングするリカバリ操作が必要です。 ここでは、ボソニックモード上での光子数選択同時光子加算演算のコレクションを実現する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-22T23:32:21Z)
• Parity-encoding-based quantum computing with Bayesian error tracking [0.0]
  線形光学系における計測ベースの量子コンピューティング(MBQC)は、ほぼ将来的な量子コンピューティングアーキテクチャを約束する。 パリティ符号化に基づく多光子量子ビットを用いた線形光トポロジカルMBQCプロトコルを提案する。 我々のプロトコルは、フォールトトレランス、リソースオーバーヘッド、基本要素の実現性の観点から、他のいくつかの既存手法よりも有利であることを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-14T10:32:05Z)
• Distributed quantum computing with photons and atomic memories [0.0]
  本稿では,光子と原子アンサンブルに基づく量子メモリに基づく汎用分散量子コンピューティング手法を提案する。 確立されたフォトニックの利点を生かして、フォトニックの量子ビットを量子メモリ状態に変換することにより、2量子非線形相互作用を仲介する。 この結果から、光子-原子ネットワークハイブリッドアプローチは、普遍量子コンピューティングの代替ソリューションとなる可能性が示唆された。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-07-05T22:52:33Z)
• Adiabatic Quantum Graph Matching with Permutation Matrix Constraints [75.88678895180189]
  3次元形状と画像のマッチング問題は、NPハードな置換行列制約を持つ二次代入問題(QAP)としてしばしば定式化される。 本稿では,量子ハードウェア上での効率的な実行に適した制約のない問題として,いくつかのQAPの再構成を提案する。 提案アルゴリズムは、将来の量子コンピューティングアーキテクチャにおいて、より高次元にスケールする可能性がある。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-07-08T17:59:55Z)
• Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg Atoms [55.41644538483948]
  我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。 計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。 我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-05-27T23:29:53Z)
• Fault-tolerant quantum computation with static linear optics [0.0]
  本研究では,これらの要素を低コストで回避するトポロジ的誤り訂正アーキテクチャを提案する。 我々のコンピュータは,GKP状態の確率的情報源の2次元配列,静的ビームスプリッタの深さ4次回路,位相シフト器,1ステップ遅延線からなる。 提案回路の対称性により、雑音モデル内での有限スキューズと均一光子損失の影響を組み合わせ、より包括的なしきい値推定を行うことができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-04-07T16:43:34Z)
• Interleaving: Modular architectures for fault-tolerant photonic quantum computing [50.591267188664666]
  フォトニック核融合型量子コンピューティング(FBQC)は低損失フォトニック遅延を用いる。 FBQCのモジュールアーキテクチャとして,これらのコンポーネントを結合して「インターリービングモジュール」を形成するアーキテクチャを提案する。 遅延の乗法的パワーを行使すると、各加群はヒルベルト空間に数千の物理量子ビットを加えることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-15T18:00:06Z)
• Error protected qubits in a silicon photonic chip [0.6815987996019325]
  汎用量子コンピュータは、多くのノイズの多い物理量子ビットを絡めて、エラーに対して保護された複合量子ビットを実現することができる。 測定ベースの量子コンピューティングのアーキテクチャは本質的にエラー保護量子ビットをサポートする。 複数の光子を絡み合わせ、個々の光子に複数の物理量子ビットをエンコードし、エラー保護された量子ビットを生成する集積シリコンフォトニックアーキテクチャを示す。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-09-17T14:37:12Z)
• Efficient simulatability of continuous-variable circuits with large Wigner negativity [62.997667081978825]
  ウィグナー負性性は、いくつかの量子計算アーキテクチャにおいて計算上の優位性に必要な資源であることが知られている。 我々は、大きく、おそらくは有界で、ウィグナー負性を示し、しかし古典的に効率的にシミュレートできる回路の広大な族を同定する。 我々は,高次元離散可変量子回路のシミュラビリティとボソニック符号とのリンクを確立することにより,本結果の導出を行う。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-05-25T11:03:42Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。