論文の概要: Magnonic Gottesman-Kitaev-Preskill states
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.27565v1
- Date: Thu, 30 Apr 2026 08:16:59 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-01 16:31:53.990381
- Title: Magnonic Gottesman-Kitaev-Preskill states
- Title（参考訳）: Magnonic Gottesman-Kitaev-Preskill state
- Authors: Zi-Xu Lu, Gang Liu, Matteo Fadel, Jie Li,
- Abstract要約: Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 状態は、相空間格子構造が両方の共役二次構造において同時に小さな変位誤差を防ぐため、強力である。
ここでは、電子レンジキャビティを介して超伝導量子ビットに効果的に結合した楕円形磁性結晶を含む、マグノンGKP状態を作成するための最初のプロトコルを提供する。
条件変位相互作用とクビット射影測定の2つのラウンドが3成分および4成分のGKP様状態をもたらすことを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.774889463489482
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Bosonic quantum error correction encodes a logical qubit in an oscillator, avoiding the hardware overhead of large qubit arrays. Among such encodings, Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) states are paticularly powerful because their phase-space grid structure protects against small displacement errors simultaneously in both conjugate quadratures. Here we provide the first protocol for preparing magnonic GKP states, which involves an ellipsoidal magnetic crystal effectively coupled to a superconducting qubit via a microwave cavity. The geometric anisotropy intrinsically squeezes the magnon mode, while the cavity-mediated qubit control realizes an effective conditional-displacement interaction. We show that two rounds of a conditional-displacement interaction and a qubit projective measurement yield three- and four-component magnonic GKP-like states. We also show how to realize single logical qubit gate operations, such as Pauli, Hadamard and phase gates, completing the logical Pauli basis of the approximate GKP code. Our results establish hybrid magnon-qubit systems as a promising platform for preparing bosonic code states, with applications in magnonic fault-tolerant quantum computation and quantum sensing.
- Abstract（参考訳）: ボソニック量子誤差補正は、大きな量子ビットアレイのハードウェアオーバーヘッドを回避するため、発振器内の論理量子ビットを符号化する。
これらの符号化のうち、Gottesman-Kitaev-Preskill(GKP)状態は、相空間格子構造が両共役二次構造において同時に小さな変位誤差から保護されるため、表面的に強力である。
ここでは、電子レンジキャビティを介して超伝導量子ビットに効果的に結合した楕円形磁性結晶を含む、マグノンGKP状態を作成するための最初のプロトコルを提供する。
幾何学的異方性は本質的にマグノンモードを圧迫し、キャビティを介する量子ビット制御は効果的な条件-変位相互作用を実現する。
条件変位相互作用とクビット射影測定の2つのラウンドが3成分および4成分のGKP様状態をもたらすことを示す。
また, パウリ, アダマール, 位相ゲートのような単一論理キュービットゲートの演算を実現する方法を示し, 近似GKP符号の論理パウリ基底を完成させる。
本研究は, マグノン系量子計算と量子センシングを応用した, ボソニック符号状態の生成のための有望なプラットフォームとして, ハイブリッドマグノン量子ビットシステムを構築した。
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