論文の概要: Error suppression in multicomponent cat codes with photon subtraction
and teleamplification
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.04439v1
- Date: Tue, 9 Jan 2024 09:07:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-10 16:22:27.093951
- Title: Error suppression in multicomponent cat codes with photon subtraction
and teleamplification
- Title（参考訳）: 光子減算とテレアンプリフィケーションを用いた多成分cat符号の誤り抑制
- Authors: Saurabh U. Shringarpure, Yong Siah Teo and Hyunseok Jeong
- Abstract要約: 本研究では,4成分のネココードに対するマルチフォトンサブトラクションと,検出時のエラーや環境損失を効果的に抑制するためのテレアンプリフィケーションの併用を提案する。
リアルな光子サブトラクションとテレアンプリフィケーションベースのスキームでは、最悪のケースの忠実度は9,3.5%$(82%$とノイズのみのテレアンプリフィケーション)で、最低成功確率は3.42%$である。
これは、ノイズの多い中間規模量子(NISQ)時代の量子情報処理において、大きな受動的損失と戦うための有望な標準となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: It is known that multiphoton states can be protected from decoherence due to
a passive loss channel by applying noiseless attenuation before and noiseless
amplification after the channel. In this work, we propose the combined use of
multiphoton subtraction on four-component cat codes and teleamplification to
effectively suppress errors under detection and environmental losses. The
back-action from multiphoton subtraction modifies the encoded qubit encoded on
cat states by suppressing the higher photon numbers, while simultaneously
ensuring that the original qubit can be recovered effectively through
teleamplification followed by error correction, thus preserving its quantum
information. With realistic photon subtraction and teleamplification-based
scheme followed by optimal error-correcting maps, one can achieve a worst-case
fidelity (over all encoded pure states) of over $93.5\%$ ($82\%$ with only
noisy teleamplification) at a minimum success probability of about $3.42\%$,
under a $10\%$ environmental-loss rate, $95\%$ detector efficiency and
sufficiently large cat states with the coherent-state amplitudes of 2. This
sets a promising standard for combating large passive losses in
quantum-information tasks in the noisy intermediate-scale quantum (NISQ) era,
such as direct quantum communication or the storage of encoded qubits on the
photonic platform.
- Abstract（参考訳）: 多光子状態は、受動損失チャネルによるデコヒーレンスから、ノイズのない減衰とチャネル後のノイズのない増幅を施すことで保護できることが知られている。
本研究では,4成分の猫符号に対するマルチフォトン減算とテレアンプリケーションを併用し,検出と環境損失による誤差を効果的に抑制する手法を提案する。
多光子サブトラクションからのバックアクションは、猫状態に符号化された量子ビットを、高い光子数を抑制することにより変更し、同時に、元の量子ビットをテレアンプリフィケーションとエラー修正により効果的に回収し、量子情報を保存する。
現実的な光子減算とテレアンプリフィケーションに基づくスキームと最適な誤り補正マップにより、最低成功確率が約3.42\%$、環境損失率が$10\%、検出器効率が$5\%、コヒーレント状態の振幅が 2 である猫の状態が十分大きい場合、最低値が$93.5\%$ (82\%$) 以上となる。
これは、直接量子通信や光プラットフォーム上の符号化量子ビットの保存など、ノイズの多い中間スケール量子(NISQ)時代の量子情報タスクにおいて、大きな受動的損失と戦うための有望な標準となる。
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