論文の概要: High-Threshold Fusion-Based Quantum Computation with Optical Hybrid Qubits

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.38914v1
• Date: Wed, 28 Oct 2026 21:06:07 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-11-03 08:19:01.987405
• Title: High-Threshold Fusion-Based Quantum Computation with Optical Hybrid Qubits
• Title（参考訳）: 光ハイブリッド量子ビットを用いた高閾値核融合量子計算
• Abstract要約: ハイブリッド核融合により接続された小型光DV-CVハイブリッド資源状態を用いたハイブリッドFBQCを提案する。 ハイブリッドFBQCの光子損失閾値は2.231%であり, 表面符号単位セル当たりのハイブリッド核融合はわずか12回である。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 1.079126704645008
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Hybrid discrete- and continuous-variable (DV-CV) encodings have been developed to overcome operational drawbacks of each individual encoding, while fusion-based quantum computation (FBQC) has emerged to address the practical challenges of scalability toward fault-tolerant photonic quantum computation. Here we introduce hybrid FBQC using small optical DV-CV hybrid resource states connected through hybrid fusions, to combine the advantages of both approaches. We develop protocols for directly generating these resource states without requiring local hybrid logic such as the Hadamard gate, together with a tailored decoding strategy that exploits the error information contained in individual hybrid-fusion outcomes. We demonstrate that hybrid FBQC achieves a photon loss threshold of 2.231% while requiring only 12 hybrid fusions per surface-code unit cell, substantially improving upon the 0.89% threshold and 60-fusion requirement of previous hybrid measurement-based scheme. These results establish optical hybrid FBQC as a high-threshold resource-efficient route to scalable fault-tolerant photonic quantum computation.
• Abstract（参考訳）: ハイブリッド離散および連続可変(DV-CV)エンコーディングは個々のエンコーディングの動作上の欠点を克服するために開発され、一方、融合ベースの量子計算(FBQC)はフォールトトレラントフォトニック量子計算に対するスケーラビリティの現実的な課題に対処するために登場した。 本稿では, ハイブリッド核融合により接続された小型光DV-CVハイブリッド資源状態を用いたハイブリッドFBQCを提案する。 本研究では,アダマールゲートのようなローカルなハイブリッド論理を必要とせず,個別のハイブリッド融合結果に含まれる誤り情報を利用するような復号化戦略を用いて,これらの資源状態を直接生成するプロトコルを開発する。 本研究では, ハイブリッドFBQCの光子損失閾値は2.231%であり, 表面コード単位セル1個あたりのハイブリッド核融合は12回しか必要とせず, 0.89%のしきい値と60回の融合要求値で大幅に改善されていることを示す。 これらの結果は、スケーラブルなフォールトトレラントフォトニック量子計算への高閾値リソース効率のルートとして、光ハイブリッドFBQCを確立する。

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