論文の概要: Generation of large-amplitude squeezed cat states with near-unity efficiency

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.39482v1
• Date: Wed, 30 Sep 2026 10:46:05 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-01 18:57:27.58863
• Title: Generation of large-amplitude squeezed cat states with near-unity efficiency
• Title（参考訳）: ほぼ均一効率を有する大振幅猫状態の生成
• Abstract要約: Gottesman-Kitaev-Preskillエンコーディングは、連続変数を持つフォールトトレラント量子計算の第一候補として浮上している。 フォトニックアーキテクチャでは、多くの大振幅の猫状態から決定的に合成できる高品質な資源状態を作成することが大きな課題である。 本稿では、量子非破壊相互作用と光子数測定を利用して、大振幅の猫状態をほぼ一様確率で生成する全光学的スキームを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.3654114382818494
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: The Gottesman-Kitaev-Preskill encoding has emerged as a leading candidate for fault-tolerant quantum computation with continuous variables. For photonic architectures, the major challenge is preparing high-quality resource states, which can be deterministically synthesised from many large-amplitude cat states. Thus far, only modest-sized optical cat states have been prepared experimentally, and the implemented methods are highly probabilistic. We propose an all-optical scheme utilising quantum non-demolition interactions and photon-number measurements to prepare large-amplitude cat states with near-unity probability. Importantly, no particular photon-number outcome is postselected: all outcomes contribute to the accumulated photon number, with the protocol repeated until a required threshold is reached. We demonstrate that the scheme is robust to realistic levels of photon-loss, the dominant source of error in optical systems. Our results highlight the power of active Gaussian operations for state preparation and pave the way for efficient quantum error correction using bosonic codes.
• Abstract（参考訳）: Gottesman-Kitaev-Preskillエンコーディングは、連続変数を持つフォールトトレラント量子計算の第一候補として浮上している。 フォトニックアーキテクチャでは、多くの大振幅の猫状態から決定的に合成できる高品質な資源状態を作成することが大きな課題である。 これまでのところ, 極小の光学猫状態のみが実験的に調製されており, 実装法は非常に確率的である。 量子非破壊相互作用と光子数測定を併用した全光学方式を提案し,大振幅猫状態をほぼ均一な確率で生成する。 すべての結果が蓄積された光子番号に寄与し、プロトコルが要求しきい値に達するまで繰り返される。 提案手法は,光学系における誤差の主な原因である光子損失の現実的なレベルに対して頑健であることを示す。 この結果から,状態準備のためのガウス演算の有効性を強調し,ボソニック符号を用いた効率的な量子誤り訂正の道を開いた。

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