論文の概要: Optomechanical resource for fault-tolerant quantum computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.00768v1
• Date: Thu, 01 May 2025 18:00:40 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-05-05 17:21:19.782834
• Title: Optomechanical resource for fault-tolerant quantum computing
• Title（参考訳）: 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光学資源
• Authors: Margaret Pavlovich, Peter Rakich, Shruti Puri,
• Abstract要約: デュアルレール量子ビットを用いたフュージョンベースの量子コンピューティングは、線形光学を用いたスケーラブルな量子コンピューティングの第一候補である。 単一の光子や小さな絡み合った状態の一般的な源は確率的であり、育種されている。 我々は、光量子コンピューティングにおいて、全光学的アプローチの冗長性なしに、光量子コンピューティングの信頼性の高い資源生産を実現する方法を示す。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
• Abstract: Fusion-based quantum computing with dual-rail qubits is a leading candidate for scalable quantum computing using linear optics. This paradigm requires single photons which are entangled into small resource states before being fed into a fusion network. The most common sources for single optical photons and for small entangled states are probabilistic and heralded. The realization of a single reliable deterministic source requires many redundant probabilistic sources and a complex optical network for rerouting and retiming probabilistic outputs. In this work, we show how optomechanics enables reliable production of resources for photonic quantum computing without the redundancy of the all-optical approach. This is achieved by using acoustic modes as caches of quantum resources, ranging from single-particle states to small entangled states, with on-demand read-out. The advantages of acoustic modes as optical quantum memories, compared to other technologies, include their intrinsically long lifetimes and that they are solid state, highly tailorable, and insensitive to electromagnetic noise. We show how the resource states can be prepared directly in the acoustic modes using optical controls. This is still probabilistic and heralded, as in the all-optical approach, but the acoustic modes act as a quantum memory which is integrated into the production of the states. The quantum states may be deterministically transferred from acoustic modes to optical modes, on demand, with another optical drive.
• Abstract（参考訳）: デュアルレール量子ビットを用いたフュージョンベースの量子コンピューティングは、線形光学を用いたスケーラブルな量子コンピューティングの第一候補である。 このパラダイムは、核融合ネットワークに供給される前に小さな資源状態に絡み合う単一の光子を必要とする。 単一の光子と小さな絡み合った状態の最も一般的な源は確率的であり、育種されている。 単一の信頼できる決定的情報源の実現には、多くの冗長な確率的情報源と、確率的出力の再帰と調整のための複雑な光学的ネットワークが必要である。 本研究では,光量子コンピューティングにおいて,全光学的アプローチの冗長性を伴わずに,光量子コンピューティングの信頼性の高い資源生産を実現する方法を示す。 これは、単一粒子状態から小さな絡み合った状態まで、オンデマンドの読み出しを含む量子リソースのキャッシュとしてアコースティックモードを使用することによって実現される。 光学量子メモリとしての音響モードの利点は、他の技術と比較して、固有の長寿命であり、固体であり、高度に調整可能であり、電磁ノイズに敏感である。 光制御を用いた音響モードで資源状態を直接生成する方法を示す。 これは、全光学的アプローチのように、まだ確率的であり、隠蔽されているが、アコースティックモードは、状態の生成に統合された量子メモリとして機能する。 量子状態は、必要に応じて、音響モードから光学モードに決定的に変換される。

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