論文の概要: Generating graph states with a single quantum emitter and the minimum number of fusions

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.04587v1
• Date: Thu, 05 Dec 2024 20:03:21 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-09 15:55:54.722809
• Title: Generating graph states with a single quantum emitter and the minimum number of fusions
• Title（参考訳）: 単一量子エミッタと最小核融合数によるグラフ状態の生成
• Authors: Matthias C. Löbl, Love A. Pettersson, Andrew Jena, Luca Dellantonio, Stefano Paesani, Anders S. Sørensen,
• Abstract要約: グラフ状態は、光子を用いた計測および融合に基づく量子コンピューティングの鍵となる資源である。 単一量子エミッタと線形光学ベル状態測定を用いたハイブリッドグラフ状態生成方式を最適化する。 選択したグラフ状態の構成プロトコルとルックアップテーブルを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.24739484546803336
• License:
• Abstract: Graph states are the key resources for measurement- and fusion-based quantum computing with photons, yet their creation is experimentally challenging. We optimize a hybrid graph-state generation scheme using a single quantum emitter and linear optics Bell-state measurements, called fusions. We first generate a restricted class of states from a single quantum emitter and then apply fusions to create a target graph state, where we use a dynamic programming approach to find the construction that requires the lowest possible number of fusions. Our analysis yields a lookup table for constructing $\sim 2.8\times 10^7$ non-isomorphic graph states with the minimum number of fusions. The lookup table covers all graph states with up to eight qubits and several other ones with up to 14 qubits. We present construction protocols of selected graph states and provide the lookup table. For large graph states that are not in the lookup table, we derive bounds for the required number of fusions using graph-theoretic properties. Finally, we use the lookup table to search for the best graph codes for loss-tolerant encodings, given a fixed number of fusions for their construction.
• Abstract（参考訳）: グラフ状態は光子を用いた計測と融合に基づく量子コンピューティングの鍵となる資源であるが、その生成は実験的に困難である。 単一量子エミッタと線形光学的ベル状態測定(融合)を用いたハイブリッドグラフ状態生成方式を最適化する。 まず、1つの量子エミッタから制限された状態のクラスを生成し、次に核融合を適用して対象のグラフ状態を生成する。 我々の分析は、最小の融合数を持つ$\sim 2.8\times 10^7$非同型グラフ状態を構成するためのルックアップテーブルを得る。 ルックアップテーブルは最大8キュービットのグラフ状態と最大14キュービットのグラフ状態をカバーする。 選択したグラフ状態の構成プロトコルとルックアップテーブルを提案する。 ルックアップテーブルにない大きなグラフ状態に対しては、グラフ理論的性質を用いて、必要な数の融合のバウンダリを導出する。 最後に、このルックアップテーブルを用いてロス耐性符号化のための最良のグラフ符号を探索する。

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