論文の概要: Unitary-transformed projective squeezing: applications for circuit-knitting and state-preparation of non-Gaussian states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2411.19505v2
• Date: Mon, 16 Dec 2024 07:11:03 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-17 13:49:53.960003
• Title: Unitary-transformed projective squeezing: applications for circuit-knitting and state-preparation of non-Gaussian states
• Title（参考訳）: ユニタリ変換射影スキーズ:非ガウス状態の回路編曲と状態準備への応用
• Authors: Keitaro Anai, Yasunari Suzuki, Yuuki Tokunaga, Yuichiro Matsuzaki, Shuntaro Takeda, Suguru Endo,
• Abstract要約: 連続可変(CV)量子コンピューティングは、量子計算の有望な候補である。 この研究は、スクイーズ法を拡張して、スクイーズ真空からユニタリ変換された状態に量子状態を投影する形式を確立した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.15833270109954137
• License:
• Abstract: Continuous-variable (CV) quantum computing is a promising candidate for quantum computation because it can, even with one mode, utilize infinite-dimensional Hilbert spaces and can efficiently handle continuous values. Although photonic platforms have been considered as a leading platform for CV computation, hybrid systems that use both qubits and bosonic modes, e.g., superconducting hardware, have shown significant advances because they can prepare non-Gaussian states by utilizing the nonlinear interaction between the qubits and the bosonic modes. However, the size of hybrid hardware is currently restricted. Moreover, the fidelity of the non-Gaussian state is also restricted. This work extends the projective squeezing method to establish a formalism for projecting quantum states onto the states that are unitary-transformed from the squeezed vacuum at the expense of the sampling cost. Based on this formalism, we propose methods for simulating larger quantum devices and projecting states onto the cubic phase state, a typical non-Gaussian state, with a higher squeezing level and higher nonlinearity. To make implementation practical, we can, by leveraging the interactions in hybrid systems of qubits and bosonic modes, apply the smeared projector by using either the linear-combination-of-unitaries or virtual quantum error detection algorithms. We numerically verify the performance of our methods and show that projection can suppress the effect of photon-loss errors.
• Abstract（参考訳）: 連続変数(CV)量子コンピューティングは、1つのモードでも無限次元ヒルベルト空間を利用でき、連続的な値を効率的に処理できるので、量子計算の候補として期待できる。 フォトニックプラットフォームはCV計算の先駆的プラットフォームと考えられているが、量子ビットとボソニックモードの両方を使用するハイブリッドシステム(例えば超伝導ハードウェア)は、量子ビットとボソニックモードの間の非線形相互作用を利用して非ガウス状態を作成することができるため、大きな進歩を見せている。 しかしながら、ハイブリッドハードウェアのサイズは制限されている。 さらに、非ガウス状態の忠実性も制限されている。 この研究は、サンプリングコストを犠牲にして圧縮真空からユニタリ変換された状態に量子状態を投影する形式を確立するために、投射的スクイーズ法を拡張した。 この定式化に基づいて、より大きい量子デバイスをシミュレーションし、典型的な非ガウス状態である立方相状態に状態を投影する手法を提案する。 実装を実践するために、量子ビットとボソニックモードのハイブリッドシステムの相互作用を活用することで、線形結合対ユニタリまたは仮想量子誤り検出アルゴリズムを用いて、スミアドプロジェクタを適用することができる。 提案手法の性能を数値的に検証し,プロジェクションが光子損失誤差の影響を抑制することを示す。

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