論文の概要: Time-frequency Talbot effect as Clifford operations on entangled time-frequency GKP states

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.24279v1
• Date: Wed, 25 Mar 2026 13:10:53 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-26 21:06:11.302848
• Title: Time-frequency Talbot effect as Clifford operations on entangled time-frequency GKP states
• Title（参考訳）: 絡み合った時間周波数GKP状態に対するクリフォード演算としての時間周波数タルボット効果
• Authors: Thomas Pousset, Romain Dalidet, Laurent Labonté, Nicolas Fabre,
• Abstract要約: 我々は、時間周波数(TF)タルボット効果を定義するために、このアナロジーを利用する。 TF Gottesman-Kitaev-Preskill qubits 上で異なる Clifford 演算を実装していることを示す。 ゲート性能と整合性の両方において,コームファインスを重要なメリットの指標とみなす。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The Talbot effect -- a near-field diffraction phenomenon in which a periodic wavefront self-images at regular distances -- can be transposed to the time--frequency domain via the space--time duality between diffraction and dispersive broadening. We exploit this analogy to define the time--frequency (TF) Talbot effect and show that it implements different Clifford operations on TF Gottesman-Kitaev-Preskill (TF-GKP) qubits (Phys. Rev. 102, 012607), a class of qubit states encoded in the discretised frequency and time-of-arrival degrees of freedom of entangled photon pairs, whose logical basis corresponds to even and odd components of an entangled frequency combs. These states are intrinsically robust against small frequency and temporal displacements, which can be further corrected by linear or nonlinear quantum error-correction schemes. We analyse the role of the comb envelope and peak width relative to the free spectral range, and show that a compromise must be made between the gate fidelity of the Clifford gates induced by TF-Talbot operation and the error-correction capacity of the code. We then demonstrate that the signature of the TF-Talbot effect is directly accessible via the generalised Hong-Ou-Mandel interferometer: all six logical GKP states can be unambiguously distinguished by introducing a frequency shift of half the comb periodicity in one interferometer arm. We conclude with a feasibility analysis based on current experimental technology, identifying the comb finesse as the key figure of merit for both gate performance and correctability. This conclusion extends naturally to quadrature GKP states, where a shear in quadrature phase space is precisely a Talbot effect.
• Abstract（参考訳）: 定常距離における周期的波面自己像を時間-時間双対性により時間-周波数領域に変換できるTalbot効果(英語版)は、時間-周波数(TF)Talbot効果を定義するためにこのアナロジーを用いて、TF Gottesman-Kitaev-Preskill (TF-GKP) qubits (Phys. Rev. 102, 012607) 上で異なるクリフォード演算を実装していることを示す。 これらの状態は本質的に小さな周波数と時間的変位に対して頑健であり、線形あるいは非線形の量子誤差補正スキームによってさらに修正することができる。 本研究では, TF-Talbot操作により誘導されるクリフォードゲートのゲート忠実度と符号の誤り訂正能力との間には, コンベロープとピーク幅の役割を解析し, 妥協が必要であることを示す。 次に、TF-Talbot効果のシグネチャは、一般化したHong-Ou-Mandelインターフェロメータを介して直接アクセス可能であることを示す。 本稿では,現在の実験技術に基づく実現可能性分析を行い,ゲート性能と整合性の両方において,コンブの微粒化が重要な指標であることを確認した。 この結論は自然に四次GKP状態にまで拡張され、四次位相空間におけるせん断は正確にタルボット効果である。

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