論文の概要: Quantum Error Correction with Superpositions of Squeezed Fock States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2510.04209v1
• Date: Sun, 05 Oct 2025 13:52:08 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-10-07 16:52:59.520851
• Title: Quantum Error Correction with Superpositions of Squeezed Fock States
• Title（参考訳）: スクイーズドフォック状態の重畳による量子誤差補正
• Authors: Yexiong Zeng, Fernando Quijandría, Clemens Gneiting, Franco Nori,
• Abstract要約: 我々は、$proptoexp(-7r)$とスケールするエラー訂正機能を備えた圧縮されたFock状態の重ね合わせに基づくコードを提案する。 この符号は、中程度のスクイーズレベルであっても、単光子損失と復調の両方の高精度な誤差補正を実現する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 36.94429692322632
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Bosonic codes, leveraging infinite-dimensional Hilbert spaces for redundancy, offer great potential for encoding quantum information. However, the realization of a practical continuous-variable bosonic code that can simultaneously correct both single-photon loss and dephasing errors remains elusive, primarily due to the absence of exactly orthogonal codewords and the lack of an experiment-friendly state preparation scheme. Here, we propose a code based on the superposition of squeezed Fock states with an error-correcting capability that scales as $\propto\exp(-7r)$, where $r$ is the squeezing level. The codewords remain orthogonal at all squeezing levels. The Pauli-X operator acts as a rotation in phase space is an error-transparent gate, preventing correctable errors from propagating outside the code space during logical operations. In particular, this code achieves high-precision error correction for both single-photon loss and dephasing, even at moderate squeezing levels. Building on this code, we develop quantum error correction schemes that exceed the break-even threshold, supported by analytical derivations of all necessary quantum gates. Our code offers a competitive alternative to previous encodings for quantum computation using continuous bosonic qubits.
• Abstract（参考訳）: ボソニック符号は無限次元ヒルベルト空間を冗長性に活用し、量子情報を符号化する大きな可能性をもたらす。 しかし、単光子損失と強調誤りの両方を同時に補正できる実用的な連続可変ボソニック符号の実現は、主に直交符号の欠如と実験に優しい状態準備スキームの欠如により、明らかなままである。 ここでは、圧縮されたFock状態の重ね合わせに基づいて、$\propto\exp(-7r)$でスケールするエラー訂正機能を備えたコードを提案する。 コードワードは、あらゆるレベルにおいて直交している。 Pauli-Xオペレータは、位相空間の回転として機能し、エラー透過ゲートであり、論理演算中にコード空間の外で修正可能なエラーが伝播するのを防ぐ。 特に、この符号は、適度なスクイーズレベルであっても、単光子損失とデフォーカスの両方の高精度な誤差補正を実現する。 このコードに基づいて、必要な全ての量子ゲートの分析的導出によって支持される、破れのしきい値を超える量子エラー補正スキームを開発する。 我々のコードは、連続ボソニック量子ビットを用いた量子計算における従来の符号化の競合的な代替手段を提供する。

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