論文の概要: Deterministic and Programmable Fusion for Scalable Generation of Photonic Graph States

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.19927v1
• Date: Wed, 14 Oct 2026 10:15:48 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-15 21:06:16.097639
• Title: Deterministic and Programmable Fusion for Scalable Generation of Photonic Graph States
• Title（参考訳）: フォトニックグラフ状態のスケーラブル生成のための決定論的およびプログラム可能な融合
• Abstract要約: 多光子グラフ状態の絡み合いは、様々な応用において重要な資源である。 組込み誤差軽減による決定論的融合操作の導入と実験的実証を行った。 本研究は,フォトニックグラフ状態合成のためのスケーラブルなフレームワークを構築した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.307723426512497
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Entanglement in multiphoton graph states is an important resource with various applications, such as measurement-based quantum computing and memory-less quantum repeaters. While some primitive instances have been successfully prepared, scalable generation of large-scale graph states with programmable connections remains an outstanding challenge. Fusion provides a promising "divide-and-conquer" approach by linking smaller resource states into larger, more complex graphs. However, its practical scalability has been limited by the probabilistic nature of conventional fusion protocols, which necessitates extensive hardware overhead and feed-forward resources to achieve deterministic outcomes. Here, we introduce and experimentally demonstrate a deterministic fusion operation with built-in error mitigation, capable of connecting small time-bin-encoded cluster states--originally generated on-demand from a quantum emitter--into larger, reconfigurable photonic graph states of increased sizes. The fusion operation is realized by nondestructively projecting pairs of flying microwave photonic qubits into Bell states using superconducting circuits with in-situ programmability. Crucially, the protocol features active reset and reuse of matter qubits during graph state generation, thereby circumventing the coherence constraints of the quantum emitter and enabling the generation of genuine multipartite entanglement across 13 photonic qubits. Our results establish a scalable framework for photonic graph-state synthesis, paving the way for fault-tolerant measurement-based quantum computation and distributed quantum networks.
• Abstract（参考訳）: 多光子グラフ状態の絡み合いは、測定ベースの量子コンピューティングやメモリレスの量子リピータなど、様々な応用において重要なリソースである。 いくつかのプリミティブなインスタンスがうまく準備されているが、プログラム可能な接続を持つ大規模グラフ状態のスケーラブルな生成は、依然として顕著な課題である。 核融合は、より小さな資源状態をより大きく、より複雑なグラフにリンクすることで、有望な「分数的・対数的」アプローチを提供する。 しかし、その実用的スケーラビリティは従来の融合プロトコルの確率的性質によって制限されており、決定論的結果を得るためには、ハードウェアのオーバーヘッドとフィードフォワードリソースを必要とする。 本稿では,量子エミッタからオンデマンドに生成した小さな時間ビン符号化クラスタ状態を,サイズが増大した大規模で再構成可能なフォトニックグラフ状態に接続可能な,組込み誤差緩和による決定論的融合操作を,実験的に導入し,実証する。 融合操作は、その場でプログラム可能な超伝導回路を用いて、空飛ぶマイクロ波フォトニックキュービットのペアをベル状態に非破壊的に投射することで実現される。 重要なことに、このプロトコルは、グラフ状態の生成中に物質量子ビットのアクティブリセットと再利用を特徴とし、量子エミッタのコヒーレンス制約を回避し、13個のフォトニック量子ビットにまたがる真のマルチパーティント絡みの発生を可能にする。 本研究は,フォトニックグラフ状態合成のためのスケーラブルなフレームワークを構築し,フォールトトレラント測定に基づく量子計算と分散量子ネットワークを実現する。

関連論文リスト

• SQGen: Structured Quantum Image Generation with Latent-Modulated Quantized Tensor Trains [34.589572571878215]
  本稿では,量子化テンソルトレイン(QTT)上に潜在変調アーキテクチャを備えた完全量子発生器であるSQGenを提案する。 画像データセットと合成データの実験により、SQGenは安定して、古典的なデコーダを持たない浅い回路から画像のエンドツーエンドを生成できることを示した。
  論文  参考訳（メタデータ） (2026-07-07T09:33:18Z)
• Generating redundantly encoded resource states for photonic quantum computing [0.0]
  測定ベースの量子コンピューティングは、大きな絡み合ったクラスター状態の生成に依存している。 単一量子エミッタを用いて冗長に符号化されたフォトニックリソース状態を生成するプロトコルを提案する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2025-12-02T19:00:00Z)
• Generating scalable graph states in an atom-nanophotonic interface [0.0]
  スケーラブルグラフ状態は、測定に基づく量子計算および量子技術における多くの絡み合い支援アプリケーションに不可欠である。 本稿では,原子-ナノフォトニックキャビティで調整可能な1次元と2次元の高忠実でスケーラブルなグラフ状態を作成することを提案する。 また、状態忠実度の解析を行い、多ビット状態彫刻とシーケンシャル単一光子プローブを用いて状態準備確率を最適化することができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2023-10-06T03:33:32Z)
• Simulation of Entanglement Generation between Absorptive Quantum Memories [56.24769206561207]
  我々は、QUantum Network Communication (SeQUeNCe) のオープンソースシミュレータを用いて、2つの原子周波数コム(AFC)吸収量子メモリ間の絡み合いの発生をシミュレートする。 本研究は,SeQUeNCe における truncated Fock 空間内の光量子状態の表現を実現する。 本研究では,SPDC音源の平均光子数と,平均光子数とメモリモード数の両方で異なる絡み合い発生率を観測する。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-12-17T05:51:17Z)
• Near-deterministic hybrid generation of arbitrary photonic graph states using a single quantum emitter and linear optics [0.0]
  我々は、現在の量子エミッタ機能を用いて、グラフ状態を生成するためのほぼ決定論的解を導入する。 本研究は,資源効率の高い量子情報処理の実用化に向けての道を開くものである。
  論文  参考訳（メタデータ） (2022-05-19T17:59:59Z)
• Interleaving: Modular architectures for fault-tolerant photonic quantum computing [50.591267188664666]
  フォトニック核融合型量子コンピューティング(FBQC)は低損失フォトニック遅延を用いる。 FBQCのモジュールアーキテクチャとして,これらのコンポーネントを結合して「インターリービングモジュール」を形成するアーキテクチャを提案する。 遅延の乗法的パワーを行使すると、各加群はヒルベルト空間に数千の物理量子ビットを加えることができる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-03-15T18:00:06Z)
• Fusion-based quantum computation [43.642915252379815]
  フュージョンベース量子コンピューティング(Fusion-based quantum computing、FBQC)は、核融合と呼ばれるエンタングリングの測定を、小さな定数サイズのエンタングルド・リソース状態の量子ビット上で行う、普遍量子計算のモデルである。 本稿では,これらのスキームにおける耐故障性と計算を解析するための安定化器形式について紹介する。 このフレームワークは、フォトニクスのような量子コンピューティングの特定の物理系で発生するエラー構造を自然に捉えている。
  論文  参考訳（メタデータ） (2021-01-22T20:00:22Z)
• Entanglement transfer, accumulation and retrieval via quantum-walk-based qubit-qudit dynamics [50.591267188664666]
  高次元システムにおける量子相関の生成と制御は、現在の量子技術の展望において大きな課題である。 本稿では,量子ウォークに基づく移動・蓄積機構により,$d$次元システムの絡み合った状態が得られるプロトコルを提案する。 特に、情報を軌道角運動量と単一光子の偏光度にエンコードするフォトニック実装について述べる。
  論文  参考訳（メタデータ） (2020-10-14T14:33:34Z)

関連論文リストは本サイト内にある論文のタイトル・アブストラクトから自動的に作成しています。

指定された論文の情報です。
本サイトの運営者は本サイト（すべての情報・翻訳含む）の品質を保証せず、本サイト（すべての情報・翻訳含む）を使用して発生したあらゆる結果について一切の責任を負いません。