論文の概要: Letting the tiger out of its cage: bosonic coding without concatenation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.09668v1
- Date: Thu, 14 Nov 2024 18:38:33 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2024-11-15 15:23:22.962090
- Title: Letting the tiger out of its cage: bosonic coding without concatenation
- Title(参考訳): タイガーをケージから外す:連結を伴わないボソニックコーディング
- Authors: Yijia Xu, Yixu Wang, Christophe Vuillot, Victor V. Albert,
- Abstract要約: 猫符号は、ハードウェア効率の良いフォールトトレラント量子計算のための有望な道を提供する単一のフォトニックモードまたはフォニックモードに符号化されている。
量子ロータ符号のホモロジー条件を満たす2つの整数行列を用いて、同様の線形制約を持つ多重モード符号を構築する。
ペアキャット符号と同様に、シンドローム抽出は現在の超伝導回路設計による散逸を安定化させることなくタンデムで行うことができる。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 3.2055955766884465
- License:
- Abstract: Continuous-variable cat codes are encodings into a single photonic or phononic mode that offer a promising avenue for hardware-efficient fault-tolerant quantum computation. Protecting information in a cat code requires measuring the mode's occupation number modulo two, but this can be relaxed to a linear occupation-number constraint using the alternative two-mode pair-cat encoding. We construct multimode codes with similar linear constraints using any two integer matrices satisfying the homological condition of a quantum rotor code. Just like the pair-cat code, syndrome extraction can be performed in tandem with stabilizing dissipation using current superconducting-circuit designs. The framework includes codes with various finite- or infinite-dimensional codespaces, and codes with finite or infinite Fock-state support. It encompasses two-component cat, pair-cat, dual-rail, two-mode binomial, various bosonic repetition codes, and aspects of chi-squared encodings while also yielding codes from homological products, lattices, generalized coherent states, and algebraic varieties. Among our examples are analogues of repetition codes, the Shor code, and a surface-like code that is not a concatenation of a known cat code with the qubit surface code. Codewords are coherent states projected into a Fock-state subspace defined by an integer matrix, and their overlaps are governed by Gelfand-Kapranov-Zelevinsky hypergeometric functions.
- Abstract(参考訳): 連続可変猫符号は、ハードウェア効率の良いフォールトトレラント量子計算のための有望な道を提供する単一のフォトニックモードまたはフォニックモードに符号化されている。
猫コード内の情報を保護するには、モードの占有数2を計測する必要があるが、代替の2モードペアキャット符号化を用いて、線形の占有数制約に緩和することができる。
量子ロータ符号のホモロジー条件を満たす2つの整数行列を用いて、同様の線形制約を持つ多重モード符号を構築する。
ペアキャット符号と同様に、シンドローム抽出は現在の超伝導回路設計による散逸を安定化させることなくタンデムで行うことができる。
このフレームワークは、様々な有限次元または無限次元のコード空間を持つコードと、有限または無限のフォック状態のサポートを持つコードを含んでいる。
2成分の猫、ペアキャット、デュアルレール、2モードの双項、様々なボソニックな繰り返し符号、およびチ二乗符号化の側面を含むとともに、ホモロジー積、格子、一般化されたコヒーレント状態、代数多様体からコードを生成する。
私たちの例としては、反復符号、ショア符号、および既知の猫符号とクビット曲面符号を連結しない表面的符号の類推がある。
符号は整数行列によって定義されるフォック状態の部分空間に射影されるコヒーレントな状態であり、それらの重なりはゲルファント=カプラノフ=ゼレヴィンスキー超幾何関数によって支配される。
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