論文の概要: Demonstrating efficient and robust bosonic state reconstruction via optimized excitation counting

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.03080v2
• Date: Wed, 6 Mar 2024 02:35:38 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-03-07 11:50:49.928444
• Title: Demonstrating efficient and robust bosonic state reconstruction via optimized excitation counting
• Title（参考訳）: 最適化励起計数による高効率で頑健なボゾン状態復元
• Authors: Tanjung Krisnanda, Clara Yun Fontaine, Adrian Copetudo, Pengtao Song, Kai Xiang Lee, Ni-Ni Huang, Fernando Valadares, Timothy C. H. Liew, Yvonne Y. Gao
• Abstract要約: 励起数サンプリング(ORENS)に基づく効率的でロバストな再構成手法を提案する。 我々の研究は、ボソニックモードを用いた実用的な量子情報処理のための重要かつ価値のあるプリミティブを提供する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 34.10990036689231
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Quantum state reconstruction is an essential element in quantum information processing. However, efficient and reliable reconstruction of non-trivial quantum states in the presence of hardware imperfections can be challenging. This task is particularly demanding for high-dimensional states encoded in continuous-variable (CV) systems, as many error-prone measurements are needed to cover the relevant degrees of freedom of the system in phase space. In this work, we introduce an efficient and robust technique for optimized reconstruction based on excitation number sampling (ORENS). We use a standard bosonic circuit quantum electrodynamics (cQED) setup to experimentally demonstrate the robustness of ORENS and show that it outperforms the existing cQED reconstruction techniques such as Wigner tomography and Husimi Q-function. Our investigation highlights that ORENS is naturally free of parasitic system dynamics and resilient to decoherence effects in the hardware. Finally, ORENS relies only on the ability to accurately measure the excitation number of the state, making it a versatile and accessible tool for a wide range of CV platforms and readily scalable to multimode systems. Thus, our work provides a crucial and valuable primitive for practical quantum information processing using bosonic modes.
• Abstract（参考訳）: 量子状態再構成は、量子情報処理において重要な要素である。 しかし、ハードウェア不完全な存在下での非自明な量子状態の効率的かつ信頼性の高い再構成は困難である。 この課題は連続可変(CV)システムで符号化された高次元状態に対して特に要求される。 本稿では,励起数サンプリング(orens)に基づく最適再構成のための効率的でロバストな手法を提案する。 標準ボソニック回路量子電磁力学 (cqed) を用いて, オーレンのロバスト性を実験的に証明し, ウィグナートモグラフィやフシミq関数などの既存のcqed再構成技術よりも優れていることを示す。 私たちの調査では、orensは寄生系のダイナミクスがなく、ハードウェアのデコヒーレンス効果に耐性があることが強調されている。 最後に、ORENSは状態の励起数を正確に測定する能力にのみ依存しており、幅広いCVプラットフォーム向けの汎用的でアクセスしやすいツールであり、マルチモードシステムに容易に拡張できる。 したがって,本研究はボソニックモードを用いた実用的な量子情報処理において重要かつ貴重なプリミティブとなる。

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