論文の概要: Fusion for High-Dimensional Linear Optical Quantum Computing with Improved Success Probability
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2505.16816v1
- Date: Thu, 22 May 2025 15:52:03 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-05-23 17:12:48.422101
- Title: Fusion for High-Dimensional Linear Optical Quantum Computing with Improved Success Probability
- Title（参考訳）: 成功確率を向上した高次元線形光量子コンピューティングのための融合
- Authors: Gözde Üstün, Eleanor G. Rieffel, Simon J. Devitt, Jason Saied,
- Abstract要約: 時間-ビン多重化によるマイクロ波空洞に結合したシリコンスピン・キュディット・アンシラを用いた,必要な$(d-2)$-quditアンシラリー状態の構築について検討した。
本研究では,高次元Type-II融合のための複数の異なる回路の解析と改良を行う。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Type-II fusion is a probabilistic entangling measurement that is essential to measurement-based linear optical quantum computing and can be used for quantum teleportation more broadly. However, it remains under-explored for high-dimensional qudits. Our main result gives a Type-II fusion protocol with proven success probability approximately $2/d^2$ for qudits of arbitrary dimension $d$. This generalizes a previous method which only applied to even-dimensional qudits. We believe this protocol to be the most efficient known protocol for Type-II fusion, with the $d=5$ case beating the previous record by a factor of approximately $723$. We discuss the construction of the required $(d-2)$-qudit ancillary state using a silicon spin qudit ancilla coupled to a microwave cavity through time-bin multiplexing. We then introduce a general framework of extra-dimensional corrections, a natural technique in linear optics that can be used to non-deterministically correct non-maximally-entangled projections into Bell measurements. We use this method to analyze and improve several different circuits for high-dimensional Type-II fusion and compare their benefits and drawbacks.
- Abstract（参考訳）: タイプII融合は、測定ベースの線形光量子コンピューティングに不可欠な確率的エンタングリング測定であり、より広範に量子テレポーテーションに使用できる。
しかし、これは高次元の四重項に対してまだ探索されていない。
我々の主な成果は、任意の次元$d$のクォーディットに対して約2/d^2$の成功確率を持つType-II融合プロトコルである。
これは、偶数次元の四重項にのみ適用される前の方法を一般化する。
私たちは、このプロトコルがType-II融合の最も効率的なプロトコルであると信じており、$d=5$のケースが前のレコードを約723$で上回っている。
時間-ビン多重化によるマイクロ波空洞に結合したシリコンスピン・キュディット・アンシラを用いた,必要な$(d-2)$-quditアンシラリー状態の構築について検討した。
次に、線形光学における自然な手法である外次元補正の一般的な枠組みを導入し、ベル測度に対する非決定論的に非最大角度の射影を補正することができる。
この手法を用いて、高次元のType-II融合のための複数の異なる回路を解析・改善し、それらの利点と欠点を比較する。
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