論文の概要: Hybridization of pulse and continuous-wave based optical quantum computation
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.00543v1
- Date: Sat, 29 Nov 2025 16:27:54 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-12-02 19:46:34.287352
- Title: Hybridization of pulse and continuous-wave based optical quantum computation
- Title（参考訳）: パルスと連続波に基づく光量子計算のハイブリッド化
- Authors: Tatsuki Sonoyama, Tomoki Sano, Takumi Suzuki, Kazuma Takahashi, Takefumi Nomura, Akito Kawasaki, Asuka Inoue, Takahiro Kashiwazaki, Takeshi Umeki, Masahiro Yabuno, Shigehito Miki, Hirotaka Terai, Kan Takase, Warit Asavanant, Mamoru Endo, Akira Furusawa,
- Abstract要約: 本稿では、連続可変計測に基づく光量子計算のためのパルス・連続波(CW)ハイブリッドアーキテクチャを提案する。
このアーキテクチャでは、フォールトトレランスと量子コンピューティングの普遍性に必要な入力および非ガウス量子状態がパルス光によって生成される。
連続可変クラスタ状態やホモダイン測定システムを含む量子プロセッサは、CW光で操作される。
- 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: We propose a pulse and continuous wave (CW) hybrid architecture of continuous-variable measurement-based optical quantum computation utilizing the strengths of both pulsed and CW light. In this architecture, input and ancillary non-Gaussian quantum states necessary for fault-tolerance and universality of quantum computing are generated with pulsed light, whereas quantum processors including continuous-variable cluster states and homodyne measurement systems are operated with CW light. This architecture is expected to enable both generation of quantum states with shorter optical wavepackets and low-loss manipulation and measurement of these states, thus is compatible with ultrafast and low-loss quantum information processing. In this study, as a proof-of-principle, an ultrafast homodyne measurement using CW local oscillator was performed on single-photon states generated with pulsed light. The measured single-photon state's temporal width was around 70 ps and the value of the Wigner function at the origin was W(0,0) = -0.153 +/- 0.003, which is highly non-classical. This will be a core technology for realizing high-speed optical quantum information processing.
- Abstract（参考訳）: パルス光とCW光の強度を利用した連続可変計測に基づく光量子計算のためのパルス・連続波(CW)ハイブリッドアーキテクチャを提案する。
このアーキテクチャでは、フォールトトレランスと量子コンピューティングの普遍性に必要な入力および非ガウス量子状態がパルス光で生成されるのに対し、連続可変クラスタ状態やホモダイン測定システムを含む量子プロセッサはCW光で操作される。
このアーキテクチャは、短い光波束による量子状態の生成と、これらの状態の低損失操作と測定の両方を可能にし、超高速で低損失の量子情報処理と互換性がある。
本研究では,CW局所発振器を用いた超高速ホモダイン測定をパルス光で生成した単一光子状態に対して行った。
測定された単光子状態の時間幅は約70 psで、起源のウィグナー関数の値は W(0,0) = -0.153 +/- 0.003 であり、これは非古典的である。
これは高速光量子情報処理を実現するための中核技術である。
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