論文の概要: Bosonic quantum computing with near-term devices and beyond

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2512.15063v1
• Date: Wed, 17 Dec 2025 04:01:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-12-18 17:06:26.849693
• Title: Bosonic quantum computing with near-term devices and beyond
• Title（参考訳）: 近距離デバイスを用いたボソニック量子コンピューティング
• Authors: Timo Hillmann,
• Abstract要約: この論文はスケーラブルなフォールトトレラント量子計算を研究する。 我々は、連続変数と離散変数の誤り訂正を接続するボソニック量子符号、量子LDPC符号、復号プロトコルを開発する。
• 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: (Abridged.) This thesis investigates scalable fault-tolerant quantum computation through the development of bosonic quantum codes, quantum LDPC codes, and decoding protocols that connect continuous-variable and discrete-variable error correction. We investigate superconducting microwave implementations of continuous-variable quantum computing, including the deterministic generation of cubic phase states, and introduce the dissipatively stabilized squeezed cat qubit, a noise-biased bosonic encoding with enhanced error suppression and faster gates. The performance of rotation-symmetric and GKP codes is analyzed under realistic noise and measurement models, revealing key trade-offs in measurement-based schemes. To integrate bosonic codes into larger architectures, we develop decoding methods that exploit analog syndrome information, enabling quasi-single-shot decoding in concatenated systems. On the discrete-variable side, we introduce localized statistics decoding, a highly parallelizable decoder for quantum LDPC codes, and propose quantum radial codes, a new family of single-shot LDPC codes with low overhead and strong circuit-level performance. Finally, we present fault complexes, a homological framework for analyzing faults in dynamic quantum error correction protocols. Extending the role of homology in static CSS codes, fault complexes provide a general language for the design and analysis of fault-tolerant schemes.
• Abstract（参考訳）: (略) この論文は、ボソニック量子コード、量子LDPCコード、連続変数と離散変数の誤り訂正を接続する復号プロトコルの開発を通じて、スケーラブルなフォールトトレラント量子計算を研究する。 本研究では, 連続可変量子コンピューティングの超伝導マイクロ波実装について検討し, 3次相状態の決定論的生成を含む検討を行った。 回転対称符号とGKP符号の性能は実測ノイズと測定モデルで解析され、測定に基づくスキームにおける重要なトレードオフを明らかにする。 ボゾン符号をより大きなアーキテクチャに統合するために,アナログシンドローム情報を活用する復号法を開発し,連結系における準単発復号を可能にする。 離散変数側では、量子LDPC符号の高並列化可能なデコーダであるローカライズされた統計復号法を導入し、低オーバーヘッドかつ強い回路レベルの性能を持つ単一ショットLDPC符号の新たなファミリーである量子ラジアル符号を提案する。 最後に, 動的量子誤り訂正プロトコルにおける障害解析のためのホモロジーフレームワークであるフォールトコンプレックスを提案する。 静的CSSコードにおけるホモロジーの役割を拡張し、フォールトコンプレックスはフォールトトレラントスキームの設計と解析のための一般的な言語を提供する。

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