論文の概要: Optimized Gottesman-Kitaev-Preskill Error Correction via Tunable Preprocessing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.08247v1
• Date: Thu, 09 Apr 2026 13:38:28 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-04-10 18:34:05.941315
• Title: Optimized Gottesman-Kitaev-Preskill Error Correction via Tunable Preprocessing
• Title（参考訳）: 可変前処理によるGottesman-Kitaev-Preskillエラー補正の最適化
• Authors: Xiang-Jiang Chen, Hao-Miao Jiang, Liu-Jun Wang, Qing Chen,
• Abstract要約: 本稿では,Steane-type (P-Steane) 方式を提案する。Steane-type (P-Steane) は,Squeezingパラメータを$a$と$b$で調整可能な前処理ステージを導入し,雑音の伝搬を積極的に再現する。 小型ノイズ状態において、データキュービットがアンシラキュービットよりもノイズが大きい場合、P-Steaneスキームは2a = b$のときの位置および運動量4乗出力ノイズの最小積を達成する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.8769522847615168
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) code is a promising bosonic candidate for realizing fault-tolerant quantum computation. Among existing error-correction protocols for GKP code, the Steane-type scheme is a canonical and widely adopted paradigm, yet its intrinsic noise propagation pattern limits further performance improvement. In this work, we propose a preprocessing-based Steane-type (P-Steane) scheme, which introduces a tunable preprocessing stage with squeezing parameters $a$ and $b$ to actively reshape noise propagation, thereby constituting a parameter framework. This framework spans a spectrum of protocols beyond existing methods, reproducing the performance of both the ME-Steane scheme ($a=1$, $b=1$) and the teleportation-based scheme ($a=1/\sqrt{2}$, $b=\sqrt{2}$) as special cases. Crucially, in the small-noise regime and when the data qubit is noisier than the ancilla qubits, P-Steane scheme achieves the minimum product of position- and momentum-quadrature output noise variances when $2a = b$, and consistently outperforms the ME-Steane scheme within a specific squeezing-parameter range under this condition.
• Abstract（参考訳）: Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) コードは、フォールトトレラント量子計算を実現するための有望なボソニックな候補である。 既存のGKP符号の誤り訂正プロトコルの中で、Steane型スキームは標準的かつ広く採用されているパラダイムであるが、本質的なノイズ伝搬パターンはさらなる性能向上を制限している。 本研究では,事前処理に基づくSteane-type (P-Steane) スキームを提案する。このスキームでは,パラメータが$a$,$b$のチューナブルプリプロセッシングステージを導入し,雑音の伝播を積極的に再現し,パラメータ・フレームワークを構成する。 このフレームワークは既存のメソッドを超えるプロトコルの範囲にまたがっており、特別なケースとしてME-Steaneスキーム(a=1$, $b=1$)とテレポーテーションベースのスキーム(a=1/\sqrt{2}$, $b=\sqrt{2}$)の両方のパフォーマンスを再現する。 重要なことに、小雑音状態とデータキュービットがアシラキュービットよりもノイズが大きい場合、P-ステアーンスキームは2a = b$のときの位置および運動量4乗出力ノイズの最小積を達成し、この条件下では、ME-ステアーンスキームを特定のスクイーズパラメータの範囲内で一貫して上回る。

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