論文の概要: Engineering Fault-tolerant Bosonic Codes with Quantum Lattice Gates

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2410.17069v1
• Date: Tue, 22 Oct 2024 14:47:44 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-10-23 14:26:56.619673
• Title: Engineering Fault-tolerant Bosonic Codes with Quantum Lattice Gates
• Title（参考訳）: 量子格子ゲートを用いた耐故障性ボソニック符号
• Authors: Lingzhen Guo, Tangyou Huang, Lei Du,
• Abstract要約: ボソニック符号は、単一の連続変数系における量子情報の保護と修正を可能にする。 Floquet Hamiltonian Engineeringに基づくフォールトトレラント量子コンピューティングのためのボソニックコードステートを設計するための体系的フレームワークを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.1982127665424678
• License:
• Abstract: Bosonic codes enable the protection and correction of quantum information in a single continuous variable system. In this paper, we propose a systematic framework to engineer bosonic code states for fault-tolerant quantum computing based on Floquet Hamiltonian engineering. We construct the target Hamiltonian directly from the target state and engineer the codes states with an adiabatic ramp protocol. We introduce a new universal set of quantum lattice gate composed of only one type of gate element, and develop a systematic decomposition of complex code state preparation and transformation processes into sequences of quantum lattice gates. We apply our method to three basic code states engineering processes, including single code state preparation, code space embedding and transformation. We also discuss the automatic quantum error correction against photon loss with four-legged cat codes. Our proposal is particularly well-suited for superconducting circuit architectures with Josephson junctions, where the full nonlinearity of Josephson junction potential is harnessed as a quantum resource.
• Abstract（参考訳）: ボソニック符号は、単一の連続変数系における量子情報の保護と修正を可能にする。 本稿では,Floquet Hamiltonian Engineeringに基づくフォールトトレラント量子コンピューティングのためのボソニックコードステートを設計するための体系的フレームワークを提案する。 我々は、ターゲット状態から直接ターゲットハミルトニアンを構築し、アディバティックランププロトコルを用いてコード状態を構築する。 1種類のゲート要素のみからなる新しい普遍的な量子格子ゲートを導入し、複雑なコード状態の準備と変換プロセスを量子格子ゲートのシーケンスに体系的に分解する。 提案手法は,1つのコード状態の準備,コード空間の埋め込み,変換を含む,3つの基本的なコード状態工学プロセスに適用する。 また、4本脚のネコ符号を用いた光子損失に対する自動量子誤差補正についても検討した。 我々の提案はジョセフソン接合による超伝導回路アーキテクチャに特に適しており、ジョセフソン接合ポテンシャルの完全な非線形性を量子資源として利用している。

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