論文の概要: Scalable and programmable quantum computing platform for optical non-Gaussian input states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.11404v1
- Date: Mon, 18 Mar 2024 01:27:01 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-19 16:57:28.345760
- Title: Scalable and programmable quantum computing platform for optical non-Gaussian input states
- Title（参考訳）: 光非ガウス入力状態のためのスケーラブルでプログラマブルな量子コンピューティングプラットフォーム
- Authors: Takato Yoshida, Daichi Okuno, Takahiro Kashiwazaki, Takeshi Umeki, Shigehito Miki, Fumihiro China, Masahiro Yabuno, Hirotaka Terai, Shuntaro Takeda,
- Abstract要約: 非ガウス入力状態のためのプログラマブルな光量子コンピューティングプラットフォームを開発する。
我々は、典型的な非ガウス状態における決定論的、プログラム可能、反復可能な量子ゲートを検証する。
このプラットフォームは非ガウス状態と互換性があり、大規模な普遍量子コンピューティングを実現する。
- 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: Quantum computing has been pursued with various hardware platforms, and an optical system is one of the most reasonable choices for large-scale computation. In the optical continuous-variable computation scheme, the incorporation of Gaussian gates and a highly non-classical non-Gaussian state enables universal quantum computation. Although basic technologies for Gaussian gates and non-Gaussian state generations have long been developed, these building blocks have not yet been integrated in a scalable fashion. Here, we integrate them to develop a scalable and programmable optical quantum computing platform that can sequentially perform an essential Gaussian gate, the squeezing gate, on a non-Gaussian input state. The key enablers are a loop-based optical circuit with dynamical and programmable controllability and its time-synchronization with the probabilistic non-Gaussian state generation. We verify the deterministic, programmable, and repeatable quantum gates on a typical non-Gaussian state by implementing up to three-step gates. The gates implemented are so high-quality that strong evidence of the states' non-classicalities, negativities of the Wigner functions, are preserved even after multistep gates. This platform is compatible with other non-Gaussian states and realizes large-scale universal quantum computing by incorporating other existing processing technologies.
- Abstract（参考訳）: 量子コンピューティングは様々なハードウェアプラットフォームで追求されており、光学系は大規模計算において最も合理的な選択肢の1つである。
光連続変数計算スキームでは、ガウスゲートと非古典的な非ガウス状態が組み込まれ、普遍的な量子計算が可能となる。
ガウス門と非ガウス国家世代のための基礎技術は長い間開発されてきたが、これらのビルディングブロックはスケーラブルな方法ではまだ統合されていない。
そこで本研究では,非ガウス入力状態において,本質的なガウスゲート,スクイーズゲートを順次実行可能な,スケーラブルでプログラム可能な光量子コンピューティングプラットフォームを開発するために,それらを統合した。
鍵となるイネーブルは、動的かつプログラム可能な制御性を持つループベースの光回路であり、確率的非ガウス状態生成との時間同期である。
最大3段階のゲートを実装することで、決定論的、プログラム可能、反復可能な量子ゲートをガウス的でない典型的な状態に検証する。
実装されたゲートは非常に高品質であるため、州の非古典性の強い証拠、ウィグナー関数の負性は、多段ゲートの後にも保存される。
このプラットフォームは、他のガウス的でない状態と互換性があり、他の既存の処理技術を組み込むことで、大規模で普遍的な量子コンピューティングを実現する。
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