論文の概要: Safeguarding Oscillators and Qudits with Distributed Two-Mode Squeezing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.05888v1
• Date: Thu, 8 Feb 2024 18:24:22 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-02-09 13:39:35.275001
• Title: Safeguarding Oscillators and Qudits with Distributed Two-Mode Squeezing
• Title（参考訳）: 分散2モードスクイーズによる振動子とクイディットの保護
• Authors: Anthony J. Brady, Jing Wu and Quntao Zhuang
• Abstract要約: マルチモード Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 符号は、離散的およびアナログ的量子情報の保護を強化することに大きな期待を示している。 我々は,マルチモードGKPコードを改善するために,量子センシングの技術を適用したユニークな例を提供する。 分散量子センシングに着想を得て,最小限の能動符号化操作で誤り訂正を行う分散2モードスクイーズ(dtms)GKP符号を提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 5.717368673366845
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Recent advancements in multimode Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) codes have shown great promise in enhancing the protection of both discrete and analog quantum information. This broadened range of protection brings opportunities beyond quantum computing to benefit quantum sensing by safeguarding squeezing -- the essential resource in many quantum metrology protocols. However, it is less explored how quantum sensing can benefit quantum error correction. In this work, we provide a unique example where techniques from quantum sensing can be applied to improve multimode GKP codes. Inspired by distributed quantum sensing, we propose the distributed two-mode squeezing (dtms) GKP codes that offer benefits in error correction with minimal active encoding operations. In fact, the proposed codes rely on a single (active) two-mode squeezing element and an array of beamsplitters that effectively distributes continuous-variable correlations to many GKP ancillae, similar to continuous-variable distributed quantum sensing. Despite this simple construction, the code distance achievable with dtms-GKP qubit codes is comparable to previous results obtained through brute-force numerical search [PRX Quantum 4, 040334 (2023)]. Moreover, these codes enable analog noise suppression beyond that of the best-known two-mode codes [Phys. Rev. Lett. 125, 080503 (2020)] without requiring an additional squeezer. We also provide a simple two-stage decoder for the proposed codes, which appears near-optimal for the case of two modes and permits analytical evaluation.
• Abstract（参考訳）: マルチモード Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 符号の最近の進歩は、離散およびアナログ量子情報の保護を強化することに大きな期待を示している。 この広い範囲の保護は、多くの量子メソロジープロトコルで不可欠なリソースであるスクイージングを保護することによって、量子センシングの恩恵を受ける、量子コンピューティングを超える機会をもたらす。 しかし、量子センシングが量子誤差の補正にどう役立つかは明らかにされていない。 本研究では,マルチモードGKPコードを改善するために量子センシングの技法を応用できるユニークな例を示す。 分散量子センシングに着想を得て,最小限の能動符号化操作で誤り訂正を行う分散2モードスクイーズ(dtms)GKP符号を提案する。 実際、提案符号は、連続変数分散量子センシングと同様に、連続変数の相関を多くのGKPアンシラに効果的に分散する単一の(アクティブな)2モードのスクイーズ素子とビームスプリッターの配列に依存している。 この単純な構成にもかかわらず、dtms-GKP量子ビット符号で達成可能な符号距離は、ブルートフォース数値探索(PRX Quantum 4, 040334 (2023))による以前の結果に匹敵する。 さらに、これらの符号は、最もよく知られている2モード符号(Phys. 125, 080503 (2020))のそれを超えるアナログノイズ抑圧を可能にする。 また,提案符号の2段階デコーダも提供し,2モードの場合,ほぼ最適に見え,解析的評価が可能である。

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