論文の概要: Code-agnostic bosonic noise suppression with hybrid rotations
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.24540v1
- Date: Sat, 23 May 2026 12:13:06 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-05-26 19:50:18.173993
- Title: Code-agnostic bosonic noise suppression with hybrid rotations
- Title（参考訳）: ハイブリッド回転による符号非依存ボソニックノイズ抑圧
- Authors: Saurabh U. Shringarpure, Siheon Park, Sungjoo Cho, Yong Siah Teo, Hyukjoon Kwon, Srikrishna Omkar, Hyunseok Jeong,
- Abstract要約: 移動ボソニックモードにおける物理レベルノイズは、スケーラブルな量子情報処理において重要なボトルネックである。
熱的またはガウス的変位雑音による損失率$$および増幅$G$の単一モードボゾン符号(qumode)に対して、ハイブリッド連続離散可変干渉計は単一量子ビットアンシラと2つの制御されたフーリエゲートを用いてノイズチャネルを挟み込む。
これは、アクティブなエラー補正や符号化された状態の破壊的な測定なしに達成され、高い成功確率は、G leq 0.5$のときに$geq 0.5$を維持する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.413750026580337
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Physical-level noise on traveling bosonic modes remains a critical bottleneck for scalable quantum information processing. We show that for any single-mode bosonic code (qumode) corrupted by thermal or Gaussian displacement noise at loss rate $μ$ and amplification $G$, a hybrid continuous-discrete-variable (CV-DV) interferometer using a single qubit ancilla and two controlled-Fourier (CF) gates sandwiching the noise channel suppresses its effects from linear to quadratic scaling. This is achieved without active error correction or destructive measurements of the encoded state, maintaining high success probabilities $\geq 0.5$ when $μG \leq 0.5$. When supplemented with multiple ancillas, the protocol converts photon loss into coherent Fock-damping, and thermal or displacement noise into a mixture of Fock-diagonal noise. The protocol is entirely code-agnostic. For the special case of $2^K$-fold rotation-symmetric bosonic codes, it simplifies to conventional error detection and projection with $K$ ancillas. Suppression with simple gates and few ancillas demonstrates a clear hardware-efficient advantage over previously proposed ``bypass'' schemes, where quantum information transferred to the DV ancillas is readily corrupted by ancilla noise. Finally, we extend the protocol to a qutrit DV ancilla. This demonstrates resilience to both CV noise and composite DV damping noise, achieving a truly hybrid noise suppression scheme that operates effectively even on CV encodings lacking a well-defined photon-number parity syndrome.
- Abstract（参考訳）: 移動ボソニックモードにおける物理レベルノイズは、スケーラブルな量子情報処理において重要なボトルネックである。
単一モードのボゾン符号(qumode)は、損失率$μ$と増幅$G$で、単一量子ビットアンシラと2つの制御フーリエ(CF)ゲートを用いたハイブリッド連続離散可変(CV-DV)干渉計で、ノイズチャネルを挟み込むと、線形から二次的なスケーリングの影響を抑える。
これは、アクティブな誤り訂正や符号化された状態の破壊的な測定なしに達成され、μG \leq 0.5$の場合に、高い成功確率$\geq 0.5$を維持する。
複数のアンシラを補充すると、このプロトコルは光子損失をコヒーレントフォックダンピングに変換し、熱または変位ノイズをフォック対角の混合雑音に変換する。
プロトコルは完全にコードに依存しない。
2^K$の回転対称ボソニック符号の場合、従来のエラー検出と投影を$K$アンシラで単純化する。
単純なゲートとわずかなアンシラによる抑圧は、従来提案されていた 'bypass' スキームよりも明確なハードウェア効率の利点を示し、DVアンシラに転送される量子情報は、アンシラノイズによって容易に破壊される。
最後に、プロトコルをqutrit DV ancillaに拡張する。
これにより、CVノイズと複合DV減衰ノイズの両方に対するレジリエンスが示され、十分に定義された光子数パリティ症候群を欠いたCV符号化でも効果的に動作する真のハイブリッドノイズ抑制スキームが達成される。
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