論文の概要: A hardware-native time-frequency GKP logical qubit toward fault-tolerant photonic operation

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.14461v1
• Date: Mon, 16 Feb 2026 04:40:36 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-02-17 16:22:50.14466
• Title: A hardware-native time-frequency GKP logical qubit toward fault-tolerant photonic operation
• Title（参考訳）: フォールトトレラントフォトニック動作に向けたハードウェアネイティブ時間周波数GKP論理量子ビット
• Authors: Tai Hyun Yoon,
• Abstract要約: 単一光子の連続位相空間に符号化されたGKP論理量子ビットを,ハードウェアネイティブな時間周波数Gottesman--Kitaev--Preskillとして実現した。 有限エネルギーグリッド状態は、コヒーレントに駆動された非線形二光子源を用いて決定的に生成される。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: We realize a hardware-native time--frequency Gottesman--Kitaev--Preskill (GKP) logical qubit encoded in the continuous phase space of single photons, establishing a propagating photonic implementation of bosonic grid encoding. Finite-energy grid states are generated deterministically using coherently driven entangled nonlinear biphoton sources that produce single-photon frequency-comb supermodes. An optical-frequency-comb reference anchors the time--frequency phase space and enforces commuting displacement stabilizers directly at the hardware level, continuously defining the logical subspace. Timing jitter, spectral drift, and phase noise map naturally onto Gaussian displacement errors within this lattice, yielding intrinsic correctability inside a stabilizer cell. Logical operations correspond to experimentally accessible phase and delay controls, enabling deterministic state preparation and manipulation. Building on the modal time--frequency GKP framework, we identify a concrete pathway toward active syndrome extraction and deterministic displacement recovery using ancillary grid states and interferometric time--frequency measurements. These primitives establish a hardware-compatible route for integrating the time--frequency GKP logical layer into erasure-aware and fusion-based fault-tolerant photonic architectures.
• Abstract（参考訳）: 我々は、単一光子の連続位相空間に符号化されたGKP論理量子ビットをハードウェアネイティブな時間周波数Gottesman--Kitaev-Preskill(GKP)として実現し、ボソニックグリッド符号化の伝搬フォトニック実装を確立した。 有限エネルギーグリッド状態は、一光子周波数コムスーパーモデムを生成するコヒーレント駆動の非線形二光子源を用いて決定的に生成される。 光周波数コム参照は、時間周波数位相空間をアンカーし、ハードウェアレベルでの通勤時変位安定化器を直接適用し、論理的部分空間を連続的に定義する。タイピングジッタ、スペクトルドリフト、位相ノイズマップは、この格子内のガウス変位誤差に自然に対応し、安定化器セル内で固有の補正性が得られる。論理演算は、実験的にアクセス可能な位相と遅延制御に対応し、決定論的状態の準備と操作を可能にする。変調時周波GKPフレームワークに基づいて、アンシラリーグリッド状態と干渉時周波測定を用いて、アクティブシンドローム抽出および決定論的変位回復に向けた具体的な経路を同定する。 これらのプリミティブは、時間周波数GKP論理層を消去認識および核融合に基づくフォールトトレラントフォトニックアーキテクチャに統合するためのハードウェア互換のルートを確立する。

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