論文の概要: Photonic Hybrid Quantum Computing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.00534v1
• Date: Wed, 01 Oct 2025 05:35:37 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-03 21:54:12.797065
• Title: Photonic Hybrid Quantum Computing
• Title（参考訳）: フォトニックハイブリッド量子コンピューティング
• Authors: Jaehak Lee, Srikrishna Omkar, Yong Siah Teo, Seok-Hyung Lee, Hyukjoon Kwon, M. S. Kim, Hyunseok Jeong,
• Abstract要約: 本稿では、多重フォトニック量子コンピューティングを調査し、複数のフォトニック自由度を利用して、離散符号化とボソニック符号化の相補的な強みを組み合わせる。 まず、離散変数、ネイティブ連続変数、ボソニックエンコーディングのパラダイムの基本原則を概説する。 次に、最近の理論的進歩と最先端の実験実験を要約し、特にハイブリッドアプローチに注目した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.413750026580337
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Photons are a ubiquitous carrier of quantum information: they are fast, suffer minimal decoherence, and do not require huge cryogenic facilities. Nevertheless, their intrinsically weak photon-photon interactions remain a key obstacle to scalable quantum computing. This review surveys hybrid photonic quantum computing, which exploits multiple photonic degrees of freedom to combine the complementary strengths of discrete and bosonic encodings, thereby significantly mitigating the challenge of weak photon-photon interactions. We first outline the basic principles of discrete-variable, native continuous-variable, and bosonic-encoding paradigms. We then summarise recent theoretical advances and state-of-the-art experimental demonstrations with particular emphasis on the hybrid approach. Its unique advantages, such as efficient generation of resource states and nearly ballistic (active-feedforward-free) operations, are highlighted alongside remaining technical challenges. To facilitate a clear comparison, we explicitly present the error thresholds and resource overheads required for fault-tolerant quantum computing. Our work offers a focused overview that clarifies how the hybrid approach enables scalable and compatible architectures for quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 光子は量子情報のユビキタスキャリアであり、高速で、デコヒーレンスを最小限に抑え、巨大な低温施設を必要としない。 それでも、本質的に弱い光子-光子相互作用は、スケーラブルな量子コンピューティングにとって重要な障害である。 本稿では、多重フォトニック量子コンピューティングを調査し、多重フォトニック自由度を利用して、離散およびボソニックエンコーディングの相補的な強みを組み合わせることにより、弱い光子-光子相互作用の課題を著しく緩和する。 まず、離散変数、ネイティブ連続変数、ボソニックエンコーディングのパラダイムの基本原則を概説する。 次に、最近の理論的進歩と最先端の実験実験を要約し、特にハイブリッドアプローチに注目した。 資源状態の効率的な生成や、ほとんど弾道的な(アクティブフィードフォワードのない)操作といった、ユニークな利点は、残る技術的な課題と共に強調される。 明確な比較を容易にするため、フォールトトレラント量子コンピューティングに必要なエラーしきい値とリソースオーバーヘッドを明示的に提示する。 私たちの研究は、量子コンピューティングにおいて、ハイブリッドアプローチがスケーラブルで互換性のあるアーキテクチャを実現する方法について、焦点を絞った概要を提供します。

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