論文の概要: Photon-loss tolerance of the surface-GKP code with anti-photon-loss decoding

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2611.00694v1
• Date: Sat, 31 Oct 2026 06:43:02 GMT
• ステータス: 情報取得中
• システム内更新日: 2026-11-03 19:59:09.707286
• Title: Photon-loss tolerance of the surface-GKP code with anti-photon-loss decoding
• Title（参考訳）: 反光子ロス復号法による表面GKP符号の光子ロス耐性
• Abstract要約: 最寄りの格子点内GKPデコードを用いた表面GKP符号の光子損失閾値推定値を得る。 測定された二次構造の収縮を補償する反光子損失インナーデコーダを導入する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 33.6909050736404
• License:
• Abstract: Photon loss somewhat limits fault-tolerant photonic quantum computing. We investigate its effect on finite-energy Gottesman--Kitaev--Preskill (GKP) states by modeling the pure-loss channel directly. We obtain photon-loss threshold estimates for the surface-GKP code using nearest-lattice-point inner GKP decoding and minimum-weight perfect matching for the outer surface code. For GKP states with $ε=0.01$ and $ε=0.05$, corresponding to GKP squeezing of $20$ and $13\,\mathrm{dB}$, the estimated thresholds are $γ^\ast=5.5\%$ ($0.24\,\mathrm{dB}$) and $γ^\ast=5.9\%$ ($0.26\,\mathrm{dB}$), respectively. We then introduce an anti-photon-loss inner decoder that compensates for the contraction of the measured quadrature. It increases the corresponding threshold estimates to $γ^\ast=9.8\%$ ($0.45\,\mathrm{dB}$) and $γ^\ast=6.3\%$ ($0.28\,\mathrm{dB}$). Our results highlight the importance of accounting for loss-induced lattice contraction in inner decoding and demonstrate that quadrature compensation enhances the photon-loss tolerance of surface-GKP codes for both high- and moderate-quality GKP states, providing a route toward more photon-loss-robust optical quantum computing.
• Abstract（参考訳）: 光子損失は、フォールトトレラントなフォトニック量子コンピューティングを多少制限する。 純損失チャネルを直接モデル化することにより、有限エネルギーゴテスマン-キタエフ-プレスキル状態(GKP)への影響について検討する。 我々は、最寄りの格子点内GKPデコードと外面符号の最小値完全マッチングを用いて、表面GKP符号の光子損失しきい値を求める。 GKP状態の$ε=0.01$と$ε=0.05$は、GKP Squeezingの$20$と$13\,\mathrm{dB}$に対応するが、推定しきい値は$γ^\ast=5.5\%$(0.24\,\mathrm{dB}$)と$γ^\ast=5.9\%$(0.26\,\mathrm{dB}$)である。 次に、測定された二次体の収縮を補う反光子損失インナーデコーダを導入する。 対応する閾値は$γ^\ast=9.8\%$$$0.45\,\mathrm{dB}$)と$γ^\ast=6.3\%$$$0.28\,\mathrm{dB}$)に増加する。 本研究は, 内部復号化における損失誘起格子の収縮を考慮に入れることの重要性を強調し, 表面GKP符号の光子ロス耐性を, 高品質かつ中質なGKP状態の両方で向上させ, より光子ロスロスローバストな光量子コンピューティングへの道筋を示すものである。

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