論文の概要: Efficient tomography of microwave photonic cluster states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.03345v1
- Date: Fri, 11 Oct 2024 21:57:52 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-11-02 22:58:37.975049
- Title: Efficient tomography of microwave photonic cluster states
- Title（参考訳）: マイクロ波フォトニッククラスター状態の効率的なトモグラフィー
- Authors: Yoshiki Sunada, Shingo Kono, Jesper Ilves, Takanori Sugiyama, Yasunari Suzuki, Tsuyoshi Okubo, Shuhei Tamate, Yutaka Tabuchi, Yasunobu Nakamura,
- Abstract要約: 多数の量子ビット間の絡み合いは多くの量子アルゴリズムにとって重要な資源である。
本研究では,行列-積-演算形式に基づく効率的なトモグラフィー法を開発し,最大35個のマイクロ波フォトニック量子ビットのクラスター状態でそれを実証する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.2786153781225932
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Entanglement among a large number of qubits is a crucial resource for many quantum algorithms. Such many-body states have been efficiently generated by entangling a chain of itinerant photonic qubits in the optical or microwave domain. However, it has remained challenging to fully characterize the generated many-body states by experimentally reconstructing their exponentially large density matrices. Here, we develop an efficient tomography method based on the matrix-product-operator formalism and demonstrate it on a cluster state of up to 35 microwave photonic qubits by reconstructing its $2^{35} \times 2^{35}$ density matrix. The full characterization enables us to detect the performance degradation of our photon source which occurs only when generating a large cluster state. This tomography method is generally applicable to various physical realizations of entangled qubits and provides an efficient benchmarking method for guiding the development of high-fidelity sources of entangled photons.
- Abstract（参考訳）: 多数の量子ビット間の絡み合いは多くの量子アルゴリズムにとって重要な資源である。
このような多体状態は、光学領域やマイクロ波領域において、イテナントフォトニック量子ビットの連鎖を絡み合わせることで効率よく生成される。
しかし、指数関数的に大きな密度行列を実験的に再構成することで生成した多体状態を完全に特徴づけることは依然として困難である。
本稿では, 行列積演算式に基づく効率的なトモグラフィ法を開発し, 2^{35} \times 2^{35}$密度行列を再構成することにより, 最大35個のマイクロ波フォトニック量子ビットのクラスタ状態でこれを実証する。
これにより,大規模なクラスタ状態を生成する場合にのみ発生する光子源の性能劣化を検出することができる。
このトモグラフィー法は一般に、絡み合った量子ビットの様々な物理的実現に適用でき、絡み合った光子の高忠実度源の開発を導くための効率的なベンチマーク法を提供する。
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