論文の概要: Analysis of optical loss thresholds in the fusion-based quantum computing architecture

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.14811v2
• Date: Tue, 2 Apr 2024 12:42:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-04-04 07:58:37.240002
• Title: Analysis of optical loss thresholds in the fusion-based quantum computing architecture
• Title（参考訳）: 核融合型量子コンピューティングアーキテクチャにおける光損失閾値の解析
• Authors: Aleksandr Melkozerov, Ashot Avanesov, Ivan Dyakonov, Stanislav Straupe,
• Abstract要約: 集積フォトニック実装において、現在達成可能なレベルの光学損失を伴って、フォールトトレラント量子コンピューティングが可能であることを示す。 この結果から,FBQCモデルにおけるフォールトトレラント量子コンピューティングは,集積フォトニック実装において現在達成可能なレベルの光損失を伴って実現可能であることが示された。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 41.94295877935867
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Bell state measurements (BSM) play a significant role in quantum information and quantum computing, in particular, in fusion-based quantum computing (FBQC). The FBQC model is a framework for universal quantum computing provided that we are able to perform entangling measurements, called fusions, on qubits within small entangled resource states. Here we analyse the usage of different linear-optical BSM circuits as fusions in the FBQC schemes and numerically evaluate hardware requirements for fault-tolerance in this framework. We examine and compare the performance of several BSM circuits with varying additional resources and estimate the requirements on losses for every component of the linear-optical realization of fusions under which errors in fusion networks caused by these losses can be corrected. Our results show that fault-tolerant quantum computing in the FBQC model is possible with currently achievable levels of optical losses in an integrated photonic implementation, provided that we can create and detect single photons of the resource states with a total marginal efficiency higher than 0.973.
• Abstract（参考訳）: ベル状態測定(BSM)は、量子情報や量子コンピューティング、特に融合ベースの量子コンピューティング(FBQC)において重要な役割を果たす。 FBQCモデルは、小さな絡み合ったリソース状態の量子ビット上で、核融合と呼ばれるエンタングリング測定を行うことができるような、普遍的な量子コンピューティングのためのフレームワークである。 ここでは、FBQCスキームにおける融合として異なる線形光学BSM回路を用いて解析し、このフレームワークにおけるフォールトトレランスのハードウェア要件を数値的に評価する。 いくつかのBSM回路の性能と各種の追加資源の比較を行い、これらの損失による融合ネットワークの誤差を補正できる核融合の線形光学的実現の全てのコンポーネントの損失に対する要求を見積もる。 以上の結果から,FBQCモデルにおけるフォールトトレラント量子コンピューティングは,統合フォトニック実装において現在達成可能なレベルの光学損失を伴って実現可能であることを示し,資源状態の単一光子を0.973以上の完全限界効率で生成・検出できることが示唆された。

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