論文の概要: Hardware-Efficient Bosonic Quantum Computing with Detection Capability of Single Photon Loss

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.00291v1
• Date: Fri, 1 Mar 2024 05:24:34 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-05 18:05:48.685121
• Title: Hardware-Efficient Bosonic Quantum Computing with Detection Capability of Single Photon Loss
• Title（参考訳）: 単一光子損失検出機能を有するハードウェア効率の良いボソニック量子コンピューティング
• Authors: Yuichiro Mori and Yuichiro Matsuzaki and Suguru Endo and Shiro Kawabata
• Abstract要約: 本稿では,Kerrノンリニア共振器を近距離ボゾン量子計算に使用し,単一光子損失を検出する手法を提案する。 我々の結果は、実用的なボゾン量子計算の道を開いた。
• 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: Bosonic systems, which have large internal degrees of freedom, offer the potential to create quantum bits with error detection and error correction capabilities. This property is particularly advantageous for near-term quantum computers, where the number of qubits is severely constrained. However, there is still room for improvement in terms of hardware efficiency. They still entail the use of ancillary qubits for various state manipulations, including gate operations. Additionally, complex operations are often required to perform a number of operations. Here, we propose a method to use Kerr non-linear resonators for near-term bosonic quantum computation with the capability of detecting single-photon loss, which requires simple pulse operations without ancillary qubits. By adopting the $02$ code, and we can perform the $X$ rotation, $Z$ rotation, and controlled-phase gate for logical qubits. Our results pave the way for practical bosonic quantum computation.
• Abstract（参考訳）: 内部自由度が大きいボソニック系は、エラー検出と誤り訂正機能を備えた量子ビットを作成する可能性を秘めている。 この性質は、量子ビット数が非常に制限されている短期量子コンピュータにとって特に有利である。 しかし、ハードウェアの効率性に関してはまだ改善の余地がある。 依然として、ゲート操作を含む様々な状態操作のための補助キュービットの使用が伴う。 さらに、複雑な操作は、多くの操作を実行するためにしばしば必要となる。 そこで本研究では,単光子損失を検出する能力を備えた近距離ボソニック量子計算にKerr非線形共振器を用いる手法を提案する。 02$のコードを採用することで、論理量子ビットに対して$X$回転、$Z$回転、および制御相ゲートを実行することができる。 その結果,実用的なボソニック量子計算への道が開けた。

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