論文の概要: Engineering Non-Gaussian Bosonic Gates through Quantum Signal Processing
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2508.20261v1
- Date: Wed, 27 Aug 2025 20:34:17 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-08-29 18:12:01.819368
- Title: Engineering Non-Gaussian Bosonic Gates through Quantum Signal Processing
- Title（参考訳）: 量子信号処理による非ガウスボソニックゲートの工学
- Authors: Pak-Tik Fong, Hoi-Kwan Lau,
- Abstract要約: 我々は、量子信号処理技術を用いて、ハイブリッド量子量子ビットシステム上で非ガウスゲートを設計することを提案する。
分散結合を持つ系では、我々は新しい非ガウスゲートを生成できる。
このゲートは、例えば論理キューディットの絡み込みや、決定論的に複数成分の猫の状態を生成する際に、新しいアプリケーションをアンロックする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0687531213383208
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Non-Gaussian operations are essential for most bosonic quantum technologies. Yet, realizable non-Gaussian gates are rather limited in type and generally suffer from accuracy-duration trade-offs. In this work, we propose to use quantum signal processing (QSP) techniques to engineer non-Gaussian gates on hybrid qumode-qubit systems. For systems with dispersive coupling, our scheme can generate a new non-Gaussian gate that produces a phase shift depending on the modulus of the boson number. This gate reproduces the selective number-dependent arbitrary phase (SNAP) gates under certain parameter choices, but with higher accuracy within a short, fixed and excitation-independent interaction time. The gate unlocks new applications, for example, in entangling logical qudits and deterministically generating multi-component cat states. Additionally, our versatile QSP formalism can be extended to systems with other interactions, and also engineer non-unitary operations, such as noiseless linear amplification and generalized-parity measurement.
- Abstract（参考訳）: 非ガウス演算は、ほとんどのボゾン量子技術にとって必須である。
しかし、実現可能な非ガウスゲートはタイプがかなり限られており、一般的には精度デューレーションのトレードオフに悩まされている。
本研究では、量子信号処理(QSP)技術を用いて、ハイブリッド量子ビットシステム上で非ガウスゲートを設計することを提案する。
分散結合を持つ系では、ボソン数のモジュラリティに依存する位相シフトを生成する新しい非ガウスゲートを生成することができる。
このゲートは、特定のパラメータ選択の下で選択数依存任意の位相(SNAP)ゲートを再生するが、短い、固定された、励起に依存しない相互作用時間内で高い精度で再現する。
このゲートは、例えば論理キューディットの絡み込みや、決定論的に複数成分の猫の状態を生成する際に、新しいアプリケーションをアンロックする。
さらに、当社の汎用QSP形式は、他の相互作用を持つシステムにも拡張可能であり、ノイズレス線形増幅や一般化パリティ測定などの非単体演算も行うことができる。
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