論文の概要: Quantum error cancellation in photonic systems -- undoing photon losses
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.05252v2
- Date: Fri, 28 Jun 2024 15:30:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-01 21:34:45.966106
- Title: Quantum error cancellation in photonic systems -- undoing photon losses
- Title（参考訳）: フォトニックシステムにおける量子エラーのキャンセル -- 光子損失の排除
- Authors: Adam Taylor, Gabriele Bressanini, Hyukjoon Kwon, M. S. Kim,
- Abstract要約: 実際のフォトニックデバイスは、システムに符号化された量子情報を復号化できる光子損失を受ける。
本稿では,確率的エラーキャンセルにインスパイアされたエラー軽減プロトコルを提案する。
提案プロトコルは,期待値推定タスクにおける光子損失を解消できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.6141518756781514
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Real photonic devices are subject to photon losses that can decohere quantum information encoded in the system. In the absence of full fault tolerance, quantum error mitigation techniques have been introduced to help manage errors in noisy quantum devices. In this work, we introduce an error mitigation protocol inspired by probabilistic error cancellation (a popular error mitigation technique in discrete variable systems) for continuous variable systems. We show that our quantum error cancellation protocol can undo photon losses in expectation value estimation tasks. To do this, we analytically derive the (non-physical) inverse photon loss channel and decompose it into a sum over physically realisable channels with potentially negative coefficients. The bias of our ideal expectation value estimator can be made arbitrarily small at the cost of increasing the sampling overhead. The protocol requires a noiseless amplification followed by a series of photon-subtractions. While these operations can be implemented probabilistically, for certain classes of initial state one can avoid the burden of carrying out the amplification and photon-subtractions by leveraging Monte-Carlo methods to give an unbiased estimate of the ideal expectation value. We validate our proposed mitigation protocol by simulating the scheme on squeezed vacuum states, cat states and entangled coherent states.
- Abstract（参考訳）: 実際のフォトニックデバイスは、システムに符号化された量子情報を復号化できる光子損失を受ける。
完全なフォールトトレランスがないため、ノイズの多い量子デバイスでのエラー管理を支援するために量子エラー軽減技術が導入されている。
本研究では,連続変数系に対する確率的エラーキャンセラ(離散変数系における一般的なエラー緩和手法)に着想を得た誤り軽減プロトコルを提案する。
提案プロトコルは,期待値推定タスクにおける光子損失を解消できることを示す。
これを実現するために、我々は(非物理的)逆光子損失チャネルを解析的に導出し、潜在的に負の係数を持つ物理的に実現可能なチャネル上の和に分解する。
理想的な期待値推定器のバイアスをサンプリングオーバーヘッドを増加させるコストで任意に小さくすることができる。
このプロトコルは、ノイズのない増幅と一連の光子サブトラクションを必要とする。
これらの操作は確率的に実施できるが、初期状態のある種のクラスでは、モンテカルロ法を利用して理想的な期待値の偏りのない推定を与えることにより増幅と光子減算の実行の負担を回避することができる。
提案手法は, 圧縮真空状態, 猫状態, 絡み合ったコヒーレント状態のシミュレートによって検証される。
関連論文リスト
- Mitigating photon loss in linear optical quantum circuits: classical postprocessing methods outperforming postselection [0.0]
本稿では,光子損失が出力確率と期待値の両方に与える影響を緩和する技術群を提案する。
再生確率は損失の影響を受ける出力統計から構成される。
古典的な後処理技術は、リサイクルされた確率を入力として、損失軽減された確率のセットを出力する。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-05-03T17:53:15Z) - Compressed quantum error mitigation [0.0]
本稿では,量子回路の適用時に蓄積した誤差を除去するために,確率的誤差消去に基づく量子誤差軽減手法を提案する。
単純なノイズモデルでは,効率の良い局所デノイザが発見できることを示すとともに,簡単なスピン鎖の時間発展のディジタル量子シミュレーションに有効であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-02-10T19:00:02Z) - Experimental realization of deterministic and selective photon addition
in a bosonic mode assisted by an ancillary qubit [50.591267188664666]
ボソニック量子誤り訂正符号は、主に単一光子損失を防ぐために設計されている。
エラー修正には、エラー状態 -- 逆のパリティを持つ -- をコード状態にマッピングするリカバリ操作が必要です。
ここでは、ボソニックモード上での光子数選択同時光子加算演算のコレクションを実現する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-22T23:32:21Z) - Protecting the quantum interference of cat states by phase-space
compression [45.82374977939355]
独自の位相空間干渉特性を持つキャット状態は、量子力学を理解するための理想的な候補である。
これらは光子損失に非常に敏感であり、必然的にガウスの量子的非ガウス的特徴を減少させる。
ここでは,猫状態の位相空間分布を圧縮することにより,これらの非ガウス的特徴を保護する。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-02T16:06:40Z) - Amplification of cascaded downconversion by reusing photons with a
switchable cavity [62.997667081978825]
本稿では,高速スイッチと遅延ループを用いて三重項生成率を増幅する手法を提案する。
我々の概念実証装置は、検出された光子三重項の速度を予測通りに上昇させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-23T15:53:44Z) - Suppressing Amplitude Damping in Trapped Ions: Discrete Weak
Measurements for a Non-unitary Probabilistic Noise Filter [62.997667081978825]
この劣化を逆転させるために、低オーバーヘッドプロトコルを導入します。
振幅減衰雑音に対する非単位確率フィルタの実装のための2つのトラップイオンスキームを提案する。
このフィルタは、単一コピー準蒸留のためのプロトコルとして理解することができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-09-06T18:18:41Z) - Bosonic field digitization for quantum computers [62.997667081978825]
我々は、離散化された場振幅ベースで格子ボゾン場の表現に対処する。
本稿では,エラースケーリングを予測し,効率的な量子ビット実装戦略を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-08-24T15:30:04Z) - Hardware-Efficient, Fault-Tolerant Quantum Computation with Rydberg
Atoms [55.41644538483948]
我々は中性原子量子コンピュータにおいてエラー源の完全な特徴付けを行う。
計算部分空間外の状態への原子量子ビットの崩壊に伴う最も重要なエラーに対処する,新しい,明らかに効率的な手法を開発した。
我々のプロトコルは、アルカリ原子とアルカリ原子の両方にエンコードされた量子ビットを持つ最先端の中性原子プラットフォームを用いて、近い将来に実装できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-27T23:29:53Z) - All-optical Quantum State Engineering for Rotation-symmetric Bosonic
States [0.0]
我々は、コヒーレント光子サブトラクションを用いて、ガウス的でない様々な状態を生成する方法を提案し、解析する。
提案手法は,現在の量子フォトニクス技術で容易に実装できる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-05-23T22:43:23Z) - Error mitigation via verified phase estimation [0.25295633594332334]
本稿では,量子位相推定に基づく新しい誤差低減手法を提案する。
制御量子ビットを使わずに機能に適応できることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-06T07:44:10Z) - Error mitigation on a near-term quantum photonic device [0.9236074230806577]
ガウスボソンサンプリング装置における光子損失の影響を緩和する2つの手法を提案する。
古典的なポスト処理の適度なコストでは、光子損失の影響がある程度の損失に対して顕著に抑制できることが示される。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-08-15T07:46:04Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。