論文の概要: Practical blueprint for low-depth photonic quantum computing with quantum dots
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2507.16152v1
- Date: Tue, 22 Jul 2025 01:59:25 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-07-23 21:34:13.93007
- Title: Practical blueprint for low-depth photonic quantum computing with quantum dots
- Title（参考訳）: 量子ドットを用いた低深度フォトニック量子コンピューティングのための実用的青写真
- Authors: Ming Lai Chan, Aliki Anna Capatos, Peter Lodahl, Anders Søndberg Sørensen, Stefano Paesani,
- Abstract要約: 核融合型量子コンピューティングはフォトニクスに基づくフォールトトレラント計算の魅力的なモデルである。
量子ドットと線形光学を用いたフォトニック量子コンピュータの完全な青写真を提案する。
時間ビン量子ビット符号化、再構成可能なエンタングル光子源、光接続の少ないフュージョンベースのアーキテクチャを備えている。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Fusion-based quantum computing is an attractive model for fault-tolerant computation based on photonics requiring only finite-sized entangled resource states followed by linear-optics operations and photon measurements. Large-scale implementations have so far been limited due to the access only to probabilistic photon sources, vulnerability to photon loss, and the need for massive multiplexing. Deterministic photon sources offer an alternative and resource-efficient route. By synergistically integrating deterministic photon emission, adaptive repeat-until-success fusions, and an optimised architectural design, we propose a complete blueprint for a photonic quantum computer using quantum dots and linear optics. It features time-bin qubit encoding, reconfigurable entangled-photon sources, and a fusion-based architecture with low optical connectivity, significantly reducing the required optical depth per photon and resource overheads. We present in detail the hardware required for resource-state generation and fusion networking, experimental pulse sequences, and exact resource estimates for preparing a logical qubit. We estimate that one logical clock cycle of error correction can be executed within microseconds, which scales linearly with the code distance. We also simulate error thresholds for fault-tolerance by accounting for a full catalogue of intrinsic error sources found in real-world quantum dot devices. Our work establishes a practical blueprint for a low-optical-depth, emitter-based fault-tolerant photonic quantum computer.
- Abstract（参考訳）: 核融合型量子コンピューティングは、有限サイズのリソース状態のみを必要とするフォトニクスに基づくフォールトトレラント計算の魅力的なモデルであり、線形光学演算と光子測定が続く。
大規模な実装は、確率的な光子ソースへのアクセス、光子損失の脆弱性、大規模な多重化の必要性により、これまで制限されてきた。
決定論的光子源は代替的で資源効率の良い経路を提供する。
量子ドットと線形光学を用いたフォトニック量子コンピュータにおいて, 決定論的光子放出, 適応的繰り返し核融合, 最適化されたアーキテクチャ設計を相乗的に統合することにより, 完全なブループリントを提案する。
時間ビン量子ビット符号化、再構成可能な絡み合った光子源、低光接続の融合ベースのアーキテクチャを備え、光子当たりの光深度とリソースオーバーヘッドを著しく低減する。
本稿では,資源状態生成と融合ネットワークに必要なハードウェア,実験パルスシーケンス,論理量子ビットの作成に必要な正確な資源推定について述べる。
誤り訂正の1つの論理クロックサイクルはマイクロ秒以内で実行でき、符号距離と線形にスケールできると推定する。
また、実世界の量子ドットデバイスに見られる固有誤差源の完全なカタログを考慮し、フォールトトレランスの誤差閾値をシミュレートする。
我々の研究は、低光深度エミッタベースのフォールトトレラントフォトニック量子コンピュータの実用的青写真を作成する。
関連論文リスト
- Minimizing resource overhead in fusion-based quantum computation using hybrid spin-photon devices [0.0]
核融合型量子コンピューティングのための(2,2)-Shor符号化6環フォトニックリソース状態を構築するための3つのスキームを提案する。
核融合型量子計算において、最もよく知られた損失許容しきい値を達成する能力を分析して、これらのアーキテクチャをベンチマークする。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-12-11T18:34:53Z) - Tailoring fusion-based photonic quantum computing schemes to quantum emitters [0.0]
核融合に基づく量子計算は、核融合ゲートによって小さなフォトニック資源状態が同時に絡み合って測定される、有望な量子計算モデルである。
本稿では,量子エミッタの能力とノイズモデルに合わせた融合型アーキテクチャを提案する。
本研究は,光子損失の8%,エミッタの光子識別率の4%,メモリエラーのはるかに高いスピンノイズ閾値といった,物理誤差機構に対する高い耐性を実現することができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-10-09T11:31:49Z) - Deterministic generation of concatenated graph codes from quantum emitters [0.0]
フォールトトレラントな構造と損失を効率的に補正できるコードを組み合わせることは、これを実現するための有望なアプローチである。
メモリに結合した2つの量子エミッタまたは1つの量子エミッタからの多光子放射を用いたグラフコード生成手法を提案する。
これらの手法により,高光子損失と標準核融合ゲートを有する実用計算において,フォールトトレラント核融合に基づく量子状態が実現可能であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2024-06-24T14:44:23Z) - Loss-tolerant architecture for quantum computing with quantum emitters [0.0]
我々は、フォトニック量子エミッタを用いた計測に基づく量子コンピューティングのためのアーキテクチャを開発する。
我々は、スピン-光子絡み合いを資源状態と標準ベル測定として利用し、それらを大きなスピン-量子クラスター状態に融合させる。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-04-07T18:00:25Z) - QUICK$^3$ -- Design of a satellite-based quantum light source for
quantum communication and extended physical theory tests in space [73.86330563258117]
単一光子ソースは、衛星ベースの量子キー分散シナリオにおけるセキュアなデータレートを向上させることができる。
ペイロードは3U CubeSatに統合され、2024年に低軌道への打ち上げが予定されている。
論文 参考訳（メタデータ） (2023-01-26T15:34:11Z) - Integrated Quantum Optical Phase Sensor [48.7576911714538]
ニオブ酸リチウム薄膜で作製したフォトニック集積回路について述べる。
我々は2階非線形性を用いてポンプ光と同じ周波数で圧縮状態を生成し、回路制御と電気光学によるセンシングを実現する。
このようなチップ上のフォトニクスシステムは、低消費電力で動作し、必要なすべての機能を1つのダイに統合することで、量子光学センサーの新たな機会が開けることを期待している。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-12-19T18:46:33Z) - On-chip quantum information processing with distinguishable photons [55.41644538483948]
多光子干渉は光量子技術の中心にある。
そこで本研究では,共振器型集積光子源に必要なスケールで変形した光子を干渉させるのに十分な時間分解能で検出を実装できることを実験的に実証した。
ボソンサンプリング実験において,非イデアル光子の時間分解検出がエンタングル操作の忠実度を向上し,計算複雑性の低減を図ることができることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-10-14T18:16:49Z) - Parity-encoding-based quantum computing with Bayesian error tracking [0.0]
線形光学系における計測ベースの量子コンピューティング(MBQC)は、ほぼ将来的な量子コンピューティングアーキテクチャを約束する。
パリティ符号化に基づく多光子量子ビットを用いた線形光トポロジカルMBQCプロトコルを提案する。
我々のプロトコルは、フォールトトレランス、リソースオーバーヘッド、基本要素の実現性の観点から、他のいくつかの既存手法よりも有利であることを示す。
論文 参考訳（メタデータ） (2022-07-14T10:32:05Z) - Interleaving: Modular architectures for fault-tolerant photonic quantum
computing [50.591267188664666]
フォトニック核融合型量子コンピューティング(FBQC)は低損失フォトニック遅延を用いる。
FBQCのモジュールアーキテクチャとして,これらのコンポーネントを結合して「インターリービングモジュール」を形成するアーキテクチャを提案する。
遅延の乗法的パワーを行使すると、各加群はヒルベルト空間に数千の物理量子ビットを加えることができる。
論文 参考訳（メタデータ） (2021-03-15T18:00:06Z) - Rapid characterisation of linear-optical networks via PhaseLift [51.03305009278831]
集積フォトニクスは優れた位相安定性を提供し、半導体産業によって提供される大規模な製造性に依存することができる。
このような光回路に基づく新しいデバイスは、機械学習アプリケーションにおいて高速でエネルギー効率の高い計算を約束する。
線形光ネットワークの転送行列を再構成する新しい手法を提案する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-10-01T16:04:22Z) - Near-ideal spontaneous photon sources in silicon quantum photonics [55.41644538483948]
集積フォトニクスは量子情報処理のための堅牢なプラットフォームである。
非常に区別がつかず純粋な単一の光子の源は、ほぼ決定的か高い効率で隠蔽されている。
ここでは、これらの要件を同時に満たすオンチップ光子源を実証する。
論文 参考訳（メタデータ） (2020-05-19T16:46:44Z)
関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。
指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。