論文の概要: Chiral cat code: Enhanced error correction induced by higher-order nonlinearities

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.11624v1
• Date: Fri, 14 Mar 2025 17:45:19 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-17 13:06:39.993161
• Title: Chiral cat code: Enhanced error correction induced by higher-order nonlinearities
• Title（参考訳）: カイラル猫符号:高次非線形性による誤り訂正の強化
• Authors: Adrià Labay-Mora, Alberto Mercurio, Vincenzo Savona, Gian Luca Giorgi, Fabrizio Minganti,
• Abstract要約: 我々はKerr cat qubitsを一般化した新しいボソニック量子コードを導入し、高次非線形性を利用する。 この符号は、複数の長寿命状態が同時に存在するという光学的不安定性を示す。 このシステムの位相空間のカイラル構造のおかげで、コード空間内のビットフリップイベントをキャプチャするためにエラー空間を設計することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License:
• Abstract: We introduce a Schr\"odinger chiral cat qubit, a novel bosonic quantum code generalizing Kerr cat qubits that exploits higher-order nonlinearities. Compared to a standard Kerr cat, the chiral cat qubit allows additional correction of bit-flip errors within the Hilbert space of a single bosonic oscillator. Indeed, this code displays optical bistability, i.e., the simultaneous presence of multiple long-lived states. Two of them define the code space and two define an error space. Thanks to the chiral structure of the phase space of this system, the error space can be engineered to ``capture'' bit flip events in the code space (a bit-flip trap), without affecting the quantum information stored in the system. Therefore, it is possible to perform detection and correction of errors. We demonstrate how this topological effect can be particularly efficient in the presence of large dephasing. We provide concrete examples of the performance of the code and show the possibility of applying quantum operations rapidly and efficiently. Beyond the interest in this single technological application, our work demonstrates how the topology of phase space can enhance the performance of bosonic codes.
• Abstract（参考訳）: 我々は、高次非線形性を利用するKerr cat qubitsを一般化した新しいボソニック量子コードであるSchr\odinger Chiral cat qubitを紹介する。 標準のカー・キャットと比較して、カイラル・キャット・キュービットは単一のボソニック発振器のヒルベルト空間内のビットフリップ誤差を補正することができる。 実際、この符号は複数の長寿命状態が同時に存在するという光学的不安定性を示す。 2つはコード空間を定義し、2つはエラー空間を定義します。 このシステムの位相空間のカイラル構造のおかげで、エラー空間は符号空間(ビットフリップトラップ)の「キャプチャ」ビットフリップイベントにエンジニアリングでき、システムに格納されている量子情報に影響を与えることはない。 したがって、エラーの検出と修正が可能である。 本研究では,このトポロジカルな効果が,大規模なデファスティングの存在下で特に効果的であることを示す。 コードの性能の具体的な例を示し、量子演算を迅速かつ効率的に適用できる可能性を示す。 この単一技術応用への関心の他に、位相空間のトポロジがボソニック符号の性能をいかに向上させるかを示す。

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