論文の概要: Boosted Bell-state measurements for photonic quantum computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.16380v1
- Date: Mon, 21 Oct 2024 18:00:11 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-10-23 14:28:35.703614
- Title: Boosted Bell-state measurements for photonic quantum computation
- Title（参考訳）: 光量子計算のための昇華ベル状態測定
- Authors: Nico Hauser, Matthias J. Bayerbach, Simone E. D'Aurelio, Raphael Weber, Matteo Santandrea, Shreya P. Kumar, Ish Dhand, Stefanie Barz,
- Abstract要約: フォールトトレラント核融合に基づくフォトニック量子コンピューティング(FBQC)は、核融合と呼ばれる2光子測定の絡み合いに依存している。
線形光射影型ベル状態測定(BSM)は成功確率50%に制限される。
光子対と4x4マルチポート干渉計を利用する強化BSM法が提案されている。
この強化されたBSMスキームでは、個々の光子損失確率1.4%が許容され、非ボス化BSMは光子損失閾値0.45%となる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
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- Abstract: Fault-tolerant fusion-based photonic quantum computing (FBQC) greatly relies on entangling two-photon measurements, called fusions. These fusions can be realized using linear-optical projective Bell-state measurements (BSMs). These linear-optical BSMs are limited to a success probability of 50%, greatly reducing the performance of FBQC schemes. To improve the performance of FBQC architectures, a boosted BSM scheme taking advantage of ancillary entangled photon pairs and a 4x4 multiport interferometer has been proposed. This scheme allows the success probability to be increased up to 75%. In this work, we experimentally demonstrate this boosted BSM by using two Sagnac photon-pair sources and a fibre-based 4x4 multiport beam splitter. A boosted BSM success probability of $(69.3\pm0.3)\%$ has been achieved, exceeding the 50% limit. Furthermore, based on our BSMs, we calculate photon-loss thresholds for a fusion network using encoded six-ring resource states. We show that with this boosted BSM scheme an individual photon loss probability of 1.4% can be tolerated, while the non-boosted BSM leads to a photon-loss threshold of 0.45%.
- Abstract（参考訳）: フォールトトレラント核融合に基づくフォトニック量子コンピューティング(FBQC)は、核融合と呼ばれる2光子測定の絡み合いに大きく依存している。
これらの融合は、線形光射影ベル状態測定(BSM)を用いて実現できる。
これらの線形光学的BSMは50%の成功確率に制限され、FBQCスキームの性能は大幅に低下する。
FBQCアーキテクチャの性能向上のために,光子対と4x4マルチポート干渉計を利用した強化BSM方式が提案されている。
このスキームにより、成功確率は75%まで上昇する。
本研究では、2つのサニャック光子対光源とファイバーベースの4x4マルチポートビームスプリッタを用いて、この強化されたBSMを実験的に実証した。
上昇したBSM成功確率は(69.3\pm0.3)\%$で50%を超える。
さらに、BSMに基づいて、符号化された6リングのリソース状態を用いて核融合ネットワークの光子損失閾値を算出する。
この強化されたBSMスキームでは、個々の光子損失確率1.4%が許容され、非ボス化BSMは光子損失閾値0.45%となる。
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