論文の概要: Systematic construction of digital autonomous quantum error correction for state preparation and error suppression via conditional Gaussian operations

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.21598v1
• Date: Mon, 23 Mar 2026 05:47:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-24 19:11:39.509351
• Title: Systematic construction of digital autonomous quantum error correction for state preparation and error suppression via conditional Gaussian operations
• Title（参考訳）: 条件付きガウス演算による状態準備と誤り抑制のためのディジタル自律量子誤り補正の体系的構築
• Authors: Keitaro Anai, Suguru Endo, Shuntaro Takeda, Tomohiro Shitara,
• Abstract要約: 条件付きガウス演算で実現可能なNullifier-based digital autonomous QECを提案する。 筆者らは, (i) 非ガウス資源状態の普遍計算のための決定論的準備, (ii) 猫と猫の排他的誤りを自律的に抑制する2つのユースケースを示した。
• 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: In continuous-variable quantum computing, autonomous quantum error correction (QEC) can dissipatively steer a noisy quantum state into a target state or manifold, enabling robust quantum information processing without explicit syndrome measurements and feedback. Here, we propose a nullifier-based digital autonomous QEC enabled by conditional Gaussian operations. By designing jump operators for target nullifiers and compiling the resulting Lindbladian into a Trotterized sequence of elementary conditional Gaussian operations, we demonstrate two use cases: (i) deterministic preparation of non-Gaussian resource states for universal computation, including finitely squeezed cubic phase states and approximate trisqueezed states, and (ii) autonomous suppression of dephasing error for cat and squeezed cat states. We provide explicit gate decompositions for the required conditional Gaussian operations and numerically evaluate the performance under realistic imperfections, including photon loss in the bosonic mode and ancillary-qubit decoherence. Our results clarify the resource requirements and trade-offs, such as circuit depth, time-step choices, and the required set of conditional Gaussian operations, for scalable, gate-level implementations of autonomous state preparation and error suppression.
• Abstract（参考訳）: 連続変数量子コンピューティングでは、自律量子誤差補正(QEC)は、ノイズの多い量子状態を目標状態または多様体に散逸的に操り、明示的なシンドローム測定やフィードバックなしに堅牢な量子情報処理を可能にする。 本稿では, 条件付きガウス演算で実現可能なNullifier-based digital autonomous QECを提案する。 目標零化子に対するジャンプ演算子を設計し、結果のリンドブラディアンを基本条件ガウス演算のトロッタ化列にコンパイルすることにより、2つのユースケースを実演する。 一 有限圧縮立方相状態及び近似三重項状態を含む普遍計算のための非ガウス資源状態の決定論的準備及び (II) ネコおよび絞殺ネコ状態に対する脱落誤りの自律的抑制。 本研究では,要求条件ガウス演算に対して明示的なゲート分解を行い,ボソニックモードにおける光子損失やアシラリーキュービットデコヒーレンスなどの現実的不完全条件下での性能を数値的に評価する。 本研究は,自律的状態準備と誤り抑制のスケーラブルなゲートレベル実装のために,回路深度,時間ステップ選択,条件付きガウス演算のセットなどのリソース要件とトレードオフを明らかにした。

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