論文の概要: Generalized Parity Measurements and Efficient Large Multi-component Cat State Preparation with Quantum Signal Processing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.05186v1
- Date: Sun, 8 Sep 2024 18:47:22 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-09-10 17:08:26.831068
- Title: Generalized Parity Measurements and Efficient Large Multi-component Cat State Preparation with Quantum Signal Processing
- Title（参考訳）: 量子信号処理による汎用パリティ測定と高効率多成分猫状態生成
- Authors: Sina Zeytinoglu,
- Abstract要約: 一般パリティ測定は、非自明な量子状態の生成に役立っている。
本稿では,量子信号処理に基づく効率的でロバストなパリティ測定手法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Generalized parity measurements are instrumental for the preparation of non-trivial quantum states and the detection of errors in error correction codes. Here, we detail a proposal for efficient and robust generalized parity measurements based on Quantum Signal Processing. Most strikingly, given access to an evolution generated by a one-to-all coupling interaction Hamiltonian between a measurement qubit and the measured system, the desired measurement can be implemented in constant time determined only by the interaction rate. The proposed generalized parity measurement can be used to efficiently prepare high-fidelity multi-component cat states in the setting of superconducting cavity quantum electrodynamics. We benchmark the state-preparation protocol through numerical simulations with realistic system parameters. We show that a 20-component cat state with $400$ photons can be prepared with success probability $>2\%$ and a fidelity $\approx 90\%$ limited by the cavity decay and nonlinear qubit-cavity coupling rates. Our results pave the way for the realization of a wide range of useful non-classical states consisting of a large number of excitations.
- Abstract（参考訳）: 一般化パリティ測定は、非自明な量子状態の作成と誤り訂正符号の誤りの検出に役立っている。
本稿では,量子信号処理に基づく効率的で堅牢なパリティ測定の提案について述べる。
最も重要なことに、測定量子ビットと測定系の間の一対一のカップリング相互作用によって生じる進化へのアクセスを考えると、所望の測定は相互作用速度によってのみ決定される一定時間で行うことができる。
提案した一般化パリティ測定は超伝導空洞量子力学の設定において高忠実度多成分猫状態の効率的な調製に利用できる。
我々は,現実的なシステムパラメータを用いた数値シミュレーションにより,状態準備プロトコルをベンチマークする。
400ドルの光子を持つ20成分の猫状態は、キャビティ崩壊と非線形クビット-キャビティ結合率によって、成功確率$>2\%$とフィデリティ$\approx 90\%$で作成できることを示す。
本結果は,多数の励起からなる有用な非古典的状態の幅広い実現の道を開くものである。
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