論文の概要: Exploiting Translational Symmetry for Quantum Computing with Squeezed Cat Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.00497v1
• Date: Wed, 01 Oct 2025 04:30:00 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-03 21:54:12.793936
• Title: Exploiting Translational Symmetry for Quantum Computing with Squeezed Cat Qubits
• Title（参考訳）: Squeezed Cat Qubitsを用いた量子コンピューティングのための翻訳対称性の爆発的生成
• Authors: Tomohiro Shitara, Gabriel Mintzer, Yuuki Tokunaga, Suguru Endo,
• Abstract要約: 我々の自律型QECプロトコルは光子損失による論理的誤りの修正を可能にする。 また、小ステップのユニタリ演算を繰り返すことで、信頼性の高い論理演算の実装方法についても紹介する。 非直交的に圧縮された猫のコードを正確に読み取る回路を提案する。
• 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: Squeezed cat quantum error correction (QEC) codes have garnered attention because of their robustness against photon-loss and excitation errors while maintaining the biased-noise property of cat codes. In this work, we reveal the utility of the unexplored translational symmetry of the squeezed cat codes, with applications to autonomous QEC, reliable logical operations, and readout in a non-orthogonal basis. Using the basis under subsystem decomposition spanned by squeezed displaced Fock states, we analytically show that our autonomous QEC protocol allows for correcting logical errors due to photon loss, although the translational symmetry in one direction does not uniquely specify the code space. We also introduce the implementation methods of reliable logical operations by repeated alternation of a small-step unitary operation with a subsequent step of QEC onto the code space. Finally, by appropriately treating the non-Hermitian nature of the logical $Z$ operator, we also propose a circuit for precisely reading out the squeezed cat code in a non-orthogonal basis.
• Abstract（参考訳）: Squeezed cat quantum error correction (QEC) 符号は、猫符号のバイアスノイズ特性を維持しながら、光子損失に対する頑健さと励起誤差から注目されている。 本研究は, 自動QEC, 信頼性論理演算, 非直交的な読み出しなど, 圧縮されたネコ符号の非探索的翻訳対称性の有用性を明らかにする。 圧縮されたフォック状態によって分散されたサブシステム分解の基盤を用いて、我々の自律的QECプロトコルは、ある方向の翻訳対称性がコード空間を一意に指定していないにもかかわらず、光子損失による論理的誤りを補正できることを示した。 また、QECの後続のステップをコード空間に付加した小ステップのユニタリ演算を繰り返すことで、信頼性の高い論理演算の実装方法についても紹介する。 最後に、論理的$Z$演算子の非エルミート的性質を適切に扱うことにより、非直交的に圧縮された猫のコードを正確に読み取る回路も提案する。

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