論文の概要: General protocols for the efficient distillation of indistinguishable photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.14217v3
- Date: Sun, 28 Jul 2024 22:00:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-30 23:27:56.028645
- Title: General protocols for the efficient distillation of indistinguishable photons
- Title（参考訳）: 不明瞭な光子の効率的な蒸留のための一般的なプロトコル
- Authors: Jason Saied, Jeffrey Marshall, Namit Anand, Eleanor G. Rieffel,
- Abstract要約: 識別不能な光子を蒸留するための最先端プロトコルを導入し、識別性エラー率を$n$の係数で低減する。
この効率的な判別可能性誤差率の低減は、フォールトトレラント線形光量子計算に直接的な応用をもたらす。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We introduce state-of-the-art protocols to distill indistinguishable photons, reducing distinguishability error rates by a factor of $n$, while using a modest amount of resources scaling only linearly in $n$. Our resource requirements are both significantly lower and have fewer hardware requirements than previous works, making large-scale distillation experimentally feasible for the first time. This efficient reduction of distinguishability error rates has direct applications to fault-tolerant linear optical quantum computation, potentially leading to improved thresholds for photon loss errors and allowing smaller code distances, thus reducing overall resource costs. Our protocols are based on Fourier transforms on finite abelian groups, special cases of which include the discrete Fourier transform and Hadamard matrices. This general perspective allows us to unify previous results on distillation protocols and introduce a large family of efficient schemes. We utilize the rich mathematical structure of Fourier transforms, including symmetries and related suppression laws, to quantify the performance of these distillation protocols both analytically and numerically. Finally, our work resolves an open question concerning suppression laws for the $n$-photon discrete Fourier transform: the suppression laws are exactly characterized by the well-known Zero Transmission Law if and only if $n$ is a prime power.
- Abstract（参考訳）: 我々は, 未分化光子を蒸留し, 識別可能性の誤差率を$n$の係数で低減し, わずかに大量の資源を$n$で線形にスケーリングする手法を提案する。
当社の資源要件は, 従来よりも著しく低く, ハードウェア要件も少なく, 大規模蒸留を初めて実験的に実現可能である。
この効率的な識別可能性誤差率の低減は、フォールトトレラント線形光量子計算への直接的な応用をもたらし、光子損失誤差のしきい値が改善され、コード距離が小さくなり、全体的なリソースコストが削減される可能性がある。
我々のプロトコルは有限アーベル群上のフーリエ変換に基づいており、特に離散フーリエ変換やアダマール行列を含む。
この一般的な視点は、蒸留プロトコルに関する以前の結果を統一し、効率的なスキームを多数導入することを可能にする。
我々は、対称性や関連する抑制法則を含むフーリエ変換のリッチな数学的構造を利用して、これらの蒸留プロトコルの性能を解析的および数値的に定量化する。
最後に、我々の研究は、$n$-光子離散フーリエ変換の抑圧法に関するオープンな疑問を解決している。
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