論文の概要: High Success Probability, Fidelity, and Purity Nonlinear Optical Two-Qubit Gates on Chip
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2607.03313v1
- Date: Fri, 03 Jul 2026 13:30:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-07-07 22:26:29.587337
- Title: High Success Probability, Fidelity, and Purity Nonlinear Optical Two-Qubit Gates on Chip
- Title（参考訳）: チップ上の非線形2ビットゲートの高成功確率, 忠実度, 純度
- Authors: Minghao Shang, Hua-Ying Liu, Ying Wei, Xiaoyi Liu, Qianhao Ning, Lijian Zhang, Shi-Ning Zhu, Zhenda Xie,
- Abstract要約: 高い成功確率、耐故障性、高純度出力を持つ光2量子ゲートは、基本的な問題であるが未解決の課題である。
そこで我々は, 薄膜ニオブ酸リチウム基材を用いて, chi(2) 非線形光子-光子相互作用を100%効率よく行うことが可能なゲートの実現方法を提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 14.350788029473387
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Optical two-qubit gate with high success probability, fault-tolerant fidelity, and high-purity outputs is a fundamental yet unsolved challenge, essential for large-scale optical quantum computing toward quantum advantage. Here, we propose a feasible scheme for such gate using thin-film lithium niobate platform, enabling \c{hi}(2) nonlinear photon-photon interaction with 100% efficiency. By decoupling photon interaction and qubit flip operations, fidelity ceiling is removed, and output state purity is recovered by spectral-phase pre-compensation based on a full-spectral photon interaction model, yielding a CNOT gate with 84% success probability, 93% purity, and unity fidelity.
- Abstract（参考訳）: 高い成功確率、フォールトトレラント忠実度、高純度出力を持つ光2量子ゲートは、量子優位性に向けた大規模光量子コンピューティングに不可欠であり、基本的な未解決課題である。
本稿では, 薄膜ニオブ酸リチウムプラットフォームを用いて, 非線形光子-光子相互作用を100%効率よく行うことが可能なゲートの実現可能性を提案する。
光子相互作用と量子フリップ操作を分離することにより、ファイダリティ天井を除去し、フルスペクトル光子相互作用モデルに基づくスペクトル相事前補償により出力状態純度を復元し、成功確率84%、純度93%、純度93%のCNOTゲートを得る。
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