論文の概要: Logical Gates and Read-Out of Superconducting Gottesman-Kitaev-Preskill Qubits
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.02396v2
- Date: Fri, 5 Apr 2024 16:06:48 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-04-09 00:47:36.814433
- Title: Logical Gates and Read-Out of Superconducting Gottesman-Kitaev-Preskill Qubits
- Title（参考訳）: 超伝導 Gottesman-Kitaev-Preskill Qubits の論理ゲートと読み出し
- Authors: Mackenzie H. Shaw, Andrew C. Doherty, Arne L. Grimsmo,
- Abstract要約: 超伝導回路では、必要な2ビットゲートはすべて1つのハードウェアで実装できる。
本稿では,GKP Cliffordゲートの誤り拡散特性を解析し,デコーダの修正によってゲートの不忠実度を桁違いに低減する方法について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) code is an exciting route to fault-tolerant quantum computing since Gaussian resources and GKP Pauli-eigenstate preparation are sufficient to achieve universal quantum computing. In this work, we provide a practical proposal to perform Clifford gates and state read-out in GKP codes implemented with active error correction in superconducting circuits. We present a method of performing Clifford circuits without physically implementing any single-qubit gates, reducing the potential for them to spread errors in the system. In superconducting circuits, all the required two-qubit gates can be implemented with a single piece of hardware. We analyze the error-spreading properties of GKP Clifford gates and describe how a modification in the decoder following the implementation of each gate can reduce the gate infidelity by multiple orders of magnitude. Moreover, we develop a simple analytical technique to estimate the effect of loss and dephasing on GKP codes that matches well with numerics. Finally, we consider the effect of homodyne measurement inefficiencies on logical state read-out and present a scheme that implements a measurement with a $0.1\%$ error rate in $630$ ns assuming an efficiency of just~$75\%$.
- Abstract（参考訳）: Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) コードは、ガウス資源とGKP Pauli-eigenstateの準備が普遍量子コンピューティングを達成するのに十分なため、フォールトトレラント量子コンピューティングへのエキサイティングなルートである。
本研究では,超伝導回路において能動誤差補正を施したGKP符号において,クリフォードゲートと状態読み出しを行うための実用的な提案を行う。
本稿では,単一キュービットゲートを物理的に実装せずにクリフォード回路を動作させる手法を提案する。
超伝導回路では、必要な2ビットゲートはすべて1つのハードウェアで実装できる。
本稿では,GKP Cliffordゲートの誤り拡散特性を解析し,各ゲートの実装に伴うデコーダの変更によって,ゲートの不忠実度を桁違いに低減する方法について述べる。
さらに,数値とよく一致するGKP符号に対する損失とデフォーカスの影響を推定する簡易解析手法を開発した。
最後に, ホモダイン測定の不効率が論理状態の読み出しに与える影響を考察し, ちょうど$75\%の効率を仮定して630$ nsで0.1\%の誤差率で測定を行う方式を提案する。
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