論文の概要: Hybrid entanglement and error correction in a scalable quantum network node
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2408.07752v1
- Date: Wed, 14 Aug 2024 18:01:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-08-16 15:48:53.115320
- Title: Hybrid entanglement and error correction in a scalable quantum network node
- Title(参考訳): スケーラブル量子ネットワークノードにおけるハイブリッド絡み合いと誤り訂正
- Authors: Xiu-Ying Chang, Pan-Yu Hou, Wen-Gang Zhang, Xiang-Qian Meng, Ye-Fei Yu, Ya-Nan Lu, Yan-Qing Liu, Bin-Xiang Qi, Dong-Ling Deng, Lu-Ming Duan,
- Abstract要約: ダイヤモンド色中心に基づくハイブリッド量子ノードの精密かつ複雑な制御について報告する。
3つのメモリ量子ビットを3ビット繰り返し符号を用いて論理状態に符号化し、この論理量子ビットをフォトニック量子ビットで絡み合わせる。
本研究は,次世代量子リピータにおけるいくつかの重要な機能の実現可能性を示すものである。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 6.267173249706118
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Recent breakthroughs have ushered the quantum network into a new era, where quantum information can be stored, transferred, and processed across multiple nodes on a metropolitan scale. A key challenge in this new era is enhancing the capabilities of individual nodes, providing precise and robust control over multiple qubits and advanced functionality for scalable quantum networks. Here, we report on precise and complex control in a hybrid quantum node based on a diamond color center. We demonstrate hybrid coherent control by entangling three types of qubits: an electron spin as an interface qubit, a nuclear spin with long memory time, and a flying photonic qubit, with their qubit frequencies spanning three distinct regimes from the optical domain to the rf domain. By incorporating two additional memory qubits, we encode three memory qubits into a logical state using the three-qubit repetition code and entangle this logical qubit with a photonic qubit. Leveraging hybrid qubits and precise control, we repeatedly read out the error syndromes of memory qubits through the electron spin, serving as an auxiliary qubit, then apply a real-time feedback operation to correct bit-flip errors. We execute and verify active error correction for up to twelve rounds and demonstrate the improvement over the uncorrected counterpart. Our results demonstrate the feasibility of several key functionalities for next-generation quantum repeaters, paving the way towards full-fledged metropolitan-scale quantum networks for a wide range of practical applications.
- Abstract(参考訳): 近年のブレークスルーにより、量子ネットワークは新たな時代へと移行し、大都市圏の複数のノードに量子情報を保存、転送、処理することが可能になった。
この新時代の重要な課題は、個々のノードの能力を強化し、複数のキュービットの正確かつ堅牢な制御と、スケーラブルな量子ネットワークのための高度な機能を提供することである。
本稿では,ダイヤモンド色中心に基づくハイブリッド量子ノードの高精度かつ複雑な制御について報告する。
光領域からrf領域までの3つの異なる状態にまたがる3種類のクビットのハイブリッドコヒーレント制御を, 界面量子ビットとしての電子スピン, 長い記憶時間を持つ核スピン, 飛行光量子ビットとして示す。
2つの追加メモリ量子ビットを組み込むことで、3ビット繰り返し符号を用いて3つのメモリ量子ビットを論理状態に符号化し、この論理量子ビットをフォトニック量子ビットで絡み合わせる。
ハイブリッド量子ビットと正確な制御を利用して、補助量子ビットとして機能する電子スピンを通して、メモリ量子ビットのエラーシンドロームを繰り返し読み出し、ビットフリップエラーの修正にリアルタイムフィードバック操作を適用した。
最大12ラウンドの能動誤差補正を実施,検証し,未修正ラウンドに対する改善を実証する。
本研究は, 次世代量子リピータにおけるいくつかの重要な機能の実現可能性を示し, 広範囲の実用化に向けて, 本格的な大都市圏量子ネットワークへの道を開いたものである。
関連論文リスト
- Realizing fracton order from long-range quantum entanglement in programmable Rydberg atom arrays [45.19832622389592]
量子情報のストアングには、量子デコヒーレンスと戦う必要があるため、時間の経過とともに情報が失われる。
誤り耐性の量子メモリを実現するために、局所的なノイズ源が別の状態に変化できないように設計された退化状態の量子重ね合わせに情報を格納したい。
このプラットフォームは、真のエラー耐性量子メモリの目標に向けて、特定の種類のエラーを検出し、修正することを可能にする。
論文 参考訳(メタデータ) (2024-07-08T12:46:08Z) - High-fidelity parallel entangling gates on a neutral atom quantum
computer [41.74498230885008]
最大60個の原子に99.5%の忠実度を持つ2量子エンタングリングゲートの実現を報告した。
これらの進歩は、量子アルゴリズム、誤り訂正回路、デジタルシミュレーションの大規模実装の基礎となった。
論文 参考訳(メタデータ) (2023-04-11T18:00:04Z) - Cavity-enhanced quantum network nodes [0.0]
将来の量子ネットワークは、量子チャネルで接続された量子プロセッサによって構成される。
光共振器が量子ネットワークノードをどのように促進するかを説明する。
論文 参考訳(メタデータ) (2022-05-30T18:50:35Z) - A quantum processor based on coherent transport of entangled atom arrays [44.62475518267084]
量子プロセッサは動的で非局所的な接続を持ち、絡み合った量子ビットは高い並列性でコヒーレントに輸送されることを示す。
このアーキテクチャを用いて,クラスタ状態や7キュービットのSteane符号状態などの絡み合ったグラフ状態のプログラム生成を実現する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-07T19:00:00Z) - Realizing Repeated Quantum Error Correction in a Distance-Three Surface
Code [42.394110572265376]
本稿では,エラーに対する極めて高い耐性を有する表面符号を用いた量子誤り訂正法について述べる。
誤差補正サイクルにおいて、論理量子ビットの4つの基数状態の保存を実証する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-12-07T13:58:44Z) - Robust quantum-network memory based on spin qubits in isotopically
engineered diamond [0.0]
NV中心の光リンク操作に対して堅牢な長寿命量子メモリを提供する。
この結果から,複雑なアルゴリズムと誤り訂正を検証可能なテストベッド量子ネットワークの実現が期待できる。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-11-18T16:13:45Z) - Multiplexed telecom-band quantum networking with atom arrays in optical
cavities [0.3499870393443268]
マルチプレクサネットワークアーキテクチャにおいて,通信帯域光子を持つ中性原子配列からなる量子プロセッサのプラットフォームを提案する。
単一原子ではなく大きな原子配列を用いることで、双方向通信の有害な影響を緩和し、2つのノード間の絡み合いを2桁近く改善する。
論文 参考訳(メタデータ) (2021-07-09T15:05:57Z) - 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) - A network-ready random-access qubits memory [0.0]
フォトニック量子ビットメモリは多くの量子ネットワークプロトコルの重要な要素である。
光共振器の同じモードに結合した2つのルビジウム原子を用いた光子に対するランダムアクセス多重量子書き込みメモリを実証した。
読み書き効率は26%、コヒーレンス時間は1msに近づいた。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-11-02T08:23:01Z) - A Quantum Network Node with Crossed Optical Fibre Cavities [0.0]
2つの量子チャネルに接続する量子ネットワークノードを開発する。
受動的、隠蔽され、高忠実な量子メモリとして機能する。
我々のノードは堅牢で、大きなファイバーベースのネットワークに自然に適合し、より多くのキャビティにスケールできるため、量子インターネットに対する明確な視点を提供する。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-04-19T12:17:17Z) - Deterministic correction of qubit loss [48.43720700248091]
量子ビットの損失は、大規模かつフォールトトレラントな量子情報プロセッサに対する根本的な障害の1つである。
トポロジカル曲面符号の最小インスタンスに対して、量子ビット損失検出と補正の完全なサイクルの実装を実験的に実証した。
論文 参考訳(メタデータ) (2020-02-21T19:48:53Z)
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。