論文の概要: A Flexible GKP-State-Embedded Fault-Tolerant Quantum Computation Configuration Based on a Three-Dimensional Cluster State
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.18778v1
- Date: Thu, 19 Mar 2026 11:30:50 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-20 17:19:06.114779
- Title: A Flexible GKP-State-Embedded Fault-Tolerant Quantum Computation Configuration Based on a Three-Dimensional Cluster State
- Title（参考訳）: 3次元クラスタ状態に基づくフレキシブルGKP組込みフォールトトレラント量子計算構成
- Authors: Peilin Du, Jing Zhang, Tiancai Zhang, Rongguo Yang, Kui Liu, Jiangrui Gao,
- Abstract要約: 本稿では, フレキシブルなGottesman-Kitaev-Preskill-組込み型フォールトトレラント量子計算アーキテクチャを提案する。
具体的には、光学的絡み合い発生器を設計し、3つの異なる絡み合いペアを生成する。
本稿では,故障耐性量子計算を実現するために,部分的に圧縮された表面GKP符号を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.901147498661532
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: The integration of diverse quantum resources and the exploitation of more degrees of freedom provide key operational flexibility for universal fault-tolerant quantum computation. In this work, we propose a flexible Gottesman-Kitaev-Preskill-state-embedded fault-tolerant quantum computation architecture based on a three-dimensional cluster state constructed in polarization, frequency, and orbital angular momentum domains. Specifically, we design optical entanglement generators to produce three diverse entangled pairs, and subsequently construct a three-dimensional cluster state via a beam-splitter network with several time delays. Furthermore, we present a partially squeezed surface-GKP code to achieve fault-tolerant quantum computation and ultimately find the optimal choice of implementing the squeezing gate to give the best fault-tolerant performance (the fault-tolerant squeezing threshold is 11.5 dB). Our scheme is flexible, scalable, and experimentally feasible, providing versatile options for future optical fault-tolerant quantum computation architecture.
- Abstract（参考訳）: 多様な量子資源の統合とさらなる自由度の利用は、普遍的なフォールトトレラント量子計算において重要な運用上の柔軟性を提供する。
本研究では, 偏光, 周波数, 軌道角運動量領域で構築された3次元クラスタ状態に基づいて, フレキシブルなゴッテマン-キタエフ-プレスキル-状態埋め込み型フォールトトレラント量子計算アーキテクチャを提案する。
具体的には、3つの多様な絡み合ったペアを生成するために光絡み発生器を設計し、その後、複数の遅延時間を持つビームスプリッタネットワークを介して3次元のクラスター状態を構築する。
さらに,フォールトトレラントな量子計算を実現するために部分的に圧縮された表面GKP符号を提示し,最終的に最高のフォールトトレラント性能(フォールトトレラントなスケザリングしきい値が11.5dB)を得るためにスケザリングゲートを実装する際の最適選択を見出した。
我々の方式は柔軟で拡張性があり、実験的に実現可能であり、将来の光フォールトトレラント量子計算アーキテクチャのための多用途オプションを提供する。
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