1Τμήμα Φυσικής Συμπυκνωμένης Ύλης, Ινστιτούτο Επιστημών Weizmann, Rehovot 76100, Ισραήλ
2Pritzker School of Molecular Engineering, University of Chicago, Chicago, Illinois 60637, USA
Βρείτε αυτό το άρθρο ενδιαφέρουσα ή θέλετε να συζητήσετε; Scite ή αφήστε ένα σχόλιο για το SciRate.
Περίληψη
Τα bosonic qubits που κωδικοποιούνται σε συστήματα συνεχών μεταβλητών παρέχουν μια πολλά υποσχόμενη εναλλακτική λύση στα qubit δύο επιπέδων για κβαντικούς υπολογισμούς και επικοινωνία. Μέχρι στιγμής, η απώλεια φωτονίων ήταν η κυρίαρχη πηγή σφαλμάτων στα μποζονικά qubit, αλλά η σημαντική μείωση της απώλειας φωτονίων στα πρόσφατα πειράματα μποσονικών qubit υποδηλώνει ότι πρέπει επίσης να ληφθούν υπόψη τα σφάλματα απομάκρυνσης της φάσης. Ωστόσο, λείπει μια λεπτομερής κατανόηση της συνδυασμένης απώλειας φωτονίων και του καναλιού αποφάσεως. Εδώ, δείχνουμε ότι, σε αντίθεση με τα συστατικά μέρη του, το συνδυασμένο κανάλι αποφασιστικής απώλειας είναι μη αποικοδομήσιμο, δείχνοντας προς μια πλουσιότερη δομή αυτού του καναλιού. Παρέχουμε όρια για τη χωρητικότητα του καναλιού μείωσης απωλειών και χρησιμοποιούμε αριθμητική βελτιστοποίηση για να βρούμε τους βέλτιστους κωδικούς μίας λειτουργίας για ένα ευρύ φάσμα ποσοστών σφάλματος.
Επιλεγμένη εικόνα: Τοπίο αριθμητικά βελτιστοποιημένων κωδίκων μποζονίων για διάφορους ρυθμούς απώλειας φωτονίων (οριζόντιος άξονας) και ρυθμούς αποφασοποίησης (κατακόρυφος άξονας). Τα διαγράμματα είναι κατανομές Wigner των μέγιστων μικτών καταστάσεων του κώδικα.
Δημοφιλή περίληψη
► Δεδομένα BibTeX
► Αναφορές
[1] Peter W. Shor «Σχέδιο για τη μείωση της αποσυνοχής στη μνήμη του κβαντικού υπολογιστή» Physical Review A 52, R2493 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.52.R2493
[2] Mark M. Wilde “Quantum information theory” Cambridge University Press (2013).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9781139525343
https://www.cambridge.org/core/books/quantum-information-theory/9DC2CA59F45636D4F0F30D971B677623
[3] Seth Lloyd “Capacity of the noisy quantum channel” Physical Review A 55, 1613 (1997).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.55.1613
[4] Nissim Ofek, Andrei Petrenko, Reinier Heeres, Philip Reinhold, Zaki Leghtas, Brian Vlastakis, Yehan Liu, Luigi Frunzio, SM Girvin, L. Jiang, Mazyar Mirrahimi, MH Devoret και RJ Schoelkopf, «Extenting the lifetime with a quantum bit διόρθωση σφαλμάτων σε υπεραγώγιμα κυκλώματα» Nature 536, 441–445 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature18949
https: / / www.nature.com/ articles / nature18949
[5] Victor V. Albert, Kyungjoo Noh, Kasper Duivenvoorden, Dylan J. Young, RT Brierley, Philip Reinhold, Christophe Vuillot, Linshu Li, Chao Shen, SM Girvin, Barbara M. Terhal και Liang Jiang, «Performance and structure of single- mode bosonic codes” Physical Review A 97, 032346 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032346
[6] Kyungjoo Nohand Christopher Chamberland «Διόρθωση κβαντικής κβαντικής λάθους μποσονικής ανοχής σε σφάλματα με τον κώδικα επιφάνειας-Gottesman-Kitaev-Preskill» Φυσική Ανασκόπηση A 101, 012316 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012316
[7] Διατριβή Kyungjoo Noh «Quantum Computation and Communication in Bosonic Systems» (2020).
[8] Daniel Gottesman, Alexei Kitaev και John Preskill, “Encoding a qubit in an oscillator” Physical Review A 64, 012310 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.012310
[9] P. Campagne-Ibarcq, A. Eickbusch, S. Touzard, E. Zalys-Geller, NE Frattini, VV Sivak, P. Reinhold, S. Puri, S. Shankar, RJ Schoelkopf, L. Frunzio, M. Mirrahimi, και MH Devoret, «Κβαντική διόρθωση σφάλματος ενός qubit κωδικοποιημένου σε καταστάσεις πλέγματος ενός ταλαντωτή» Nature 584, 368–372 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2603-3
[10] A. Romanenko, R. Pilipenko, S. Zorzetti, D. Frolov, M. Awida, S. Belomestnykh, S. Posen και A. Grassellino, «Three-Dimensional Superconducting Resonators at T <20mK with Photon Lifetimes up to $tau $=2 s'' Physical Review Applied 13, 34032 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.13.034032
[11] Matthew Reagor, Wolfgang Pfaff, Christopher Axline, Reinier W. Heeres, Nissim Ofek, Katrina Sliwa, Eric Holland, Chen Wang, Jacob Blumoff, Kevin Chou, Michael J. Hatridge, Luigi Frunzio, Michel H. Devoret, Liang Jiang και Robert J. Schoelkopf, «Quantum memory with millisecond coherence in circuit QED» Physical Review B 94, 014506 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.94.014506
[12] S. Rosenblum, P. Reinhold, M. Mirrahimi, Liang Jiang, L. Frunzio, και RJ Schoelkopf, «Fault-tolerant detection of a quantum error» Science 361, 266–270 (2018).
https://doi.org/10.1126/science.aat3996
http://science.sciencemag.org/
[13] AP Sears, A. Petrenko, G. Catelani, L. Sun, Hanhee Paik, G. Kirchmair, L. Frunzio, LI Glazman, SM Girvin και RJ Schoelkopf, «Photon shot noise dephasing in the strong-dispersive limit of circuit QED ” Physical Review B 86, 180504 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.86.180504
[14] Arne L. Grimsmo, Joshua Combes και Ben Q. Baragiola, "Quantum Computing with Rotation-Symmetric Bosonic Codes" Physical Review X 10, 011058 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.011058
[15] Yingkai Ouyangand Earl T. Campbell “Trade-offs on Number and Phase Shift Resilience in Bosonic Quantum Codes” IEEE Transactions on Information Theory 67, 6644–6652 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2021.3102873
[16] Felix Leditzky, Debbie Leung και Graeme Smith, “Dephrasure Channel and Superadditivity of Coherent Information” Physical Review Letters 121, 160501 (2018).
https://doi.org/10.1103/PHYSREVLETT.121.160501
https: / / journals.aps.org/ prl / abstract / 10.1103 / PhysRevLett.121.160501
[17] Robert L. Kosutand Daniel A. Lidar «Κβαντική διόρθωση σφαλμάτων μέσω κυρτής βελτιστοποίησης» Quantum Information Processing 8, 443–459 (2009).
https://doi.org/10.1007/S11128-009-0120-2
https://link.springer.com/article/10.1007/s11128-009-0120-2
[18] Kyungjoo Noh, Victor V. Albert και Liang Jiang, «Quantum Capacity Bounds of Gaussian Thermal Loss Channels and Achievable Rates with Gottesman-Kitaev-Preskill Codes» IEEE Transactions on Information Theory 65, 2563–2582 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2018.2873764
[19] Marios H. Michael, Matti Silveri, RT Brierley, Victor V. Albert, Juha Salmilehto, Liang Jiang και SM Girvin, «New class of quantum error-correcting codes for a bosonic mode» Physical Review X 6, 031006 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.6.031006
[20] Mazyar Mirrahimi, Zaki Leghtas, Victor V. Albert, Steven Touzard, Robert J. Schoelkopf, Liang Jiang και Michel H. Devoret, «Dynamically protected cat-qubits: A new paradigm for universal quantum computation» New Journal of Physics 16, 045014 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/4/045014
[21] Amir Arqand, Laleh Memarzadeh και Stefano Mancini, «Quantum capacity of a bosonic dephasing channel» Physical Review A 102, 42413 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.042413
[22] Andreas Winter «Ενεργειακά περιορισμένος κανόνας διαμαντιού με εφαρμογές στην ομοιόμορφη συνέχεια συνεχών μεταβλητών χωρητικοτήτων καναλιών» arXiv:1712.10267 [quant-ph] (2017).
https://doi.org/10.48550/arXiv.1712.10267
[23] Michael M. Wolf, David Pérez-García και Geza Giedke, “Quantum capacities of bosonic channels” Physical Review Letters 98, 130501 (2007).
https://doi.org/10.1103/PHYSREVLETT.98.130501
https: / / journals.aps.org/ prl / abstract / 10.1103 / PhysRevLett.98.130501
[24] Christian Weedbrook, Stefano Pirandola, Raúl García-Patrón, Nicolas J. Cerf, Timothy C. Ralph, Jeffrey H. Shapiro και Seth Lloyd, “Gaussian quantum information” Reviews of Modern Physics 84, 621–669 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.621
[25] Mark M. Wilde and Haoyu Qi «Ενεργειακά περιορισμένες ιδιωτικές και κβαντικές ικανότητες κβαντικών καναλιών» IEEE Transactions on Information Theory 64, 7802–7827 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2018.2854766
[26] Ludovico Lamiand Mark M. Wilde «Ακριβής λύση για τις κβαντικές και ιδιωτικές χωρητικότητες των καναλιών αφαίρεσης της φάσης του μποζονίου» arXiv:2205.05736 [quant-ph] (2022).
https://doi.org/10.48550/arxiv.2205.05736
https://arxiv.org/abs/2205.05736v1
[27] Vikesh Siddhuand Robert B. Griffiths «Θετικότητα και μη προσθετικότητα των κβαντικών ικανοτήτων με χρήση γενικευμένων καναλιών διαγραφής» IEEE Transactions on Information Theory 67, 4533–4545 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2021.3080819
[28] Atharv Joshi, Kyungjoo Noh και Yvonne Y Gao, «Κβαντική επεξεργασία πληροφοριών με μποζονικά qubits στο κύκλωμα QED» Quantum Science and Technology 6, 033001 (2021).
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ABE989
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2058-9565/abe989%20https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2058-9565/abe989/meta
[29] David S. Schlegel, Fabrizio Minganti και Vincenzo Savona, "Quantum error correction using squeezed Schrödinger Cat States" arXiv:2201.02570 [quant-ph] (2022).
https://doi.org/10.48550/arXiv.2201.02570
https://arxiv.org/abs/2201.02570v1
[30] A. Grimm, NE Frattini, S. Puri, SO Mundhada, S. Touzard, M. Mirrahimi, SM Girvin, S. Shankar και MH Devoret, «Stabilization and operation of a Kerr-cat qubit» Nature 584, 205–209 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41586-020-2587-z
https: / / www.nature.com/ άρθρα / s41586-020-2587-z
[31] C. Berdou, A. Murani, U. Reglade, WC Smith, M. Villiers, J. Palomo, M. Rosticher, A. Denis, P. Morfin, M. Delbecq, T. Kontos, N. Pankratova, F. Rautschke , T. Peronnin, L. -A. Sellem, P. Rouchon, A. Sarlette, M. Mirrahimi, P. Campagne-Ibarcq, S. Jezouin, R. Lescanne, and Z. Leghtas, «Χρόνος αναστροφής εκατό δευτερολέπτων σε έναν ταλαντωτή διάχυσης δύο φωτονίων» arXiv :2204.09128 [quant-ph] (2022).
https://doi.org/10.48550/arxiv.2204.09128
https://arxiv.org/abs/2204.09128v1
[32] Raphaël Lescanne, Marius Villiers, Théau Peronnin, Alain Sarlette, Matthieu Delbecq, Benjamin Huard, Takis Kontos, Mazyar Mirrahimi και Zaki Leghtas, «Εκθετική καταστολή των ανατροπών bit σε ένα qubit κωδικοποιημένο σε έναν ταλαντωτή 16-509» (513).
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-020-0824-x
[33] Linshu Li, Dylan J. Young, Victor V. Albert, Kyungjoo Noh, Chang Ling Zou και Liang Jiang, “Phase-engineered bosonic quantum codes” Physical Review A 103, 062427 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.062427
[34] Igor Devetakand Andreas Winter «Απόσταξη μυστικού κλειδιού και εμπλοκής από κβαντικές καταστάσεις» Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 461, 207–235 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2004.1372
[35] Johannes Bauschand Felix Leditzky «Quantum Codes from Neural Networks» New Journal of Physics 22, 023005 (2018).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab6cdd
Αναφέρεται από
[1] Ludovico Lami και Mark M. Wilde, «Ακριβής λύση για τις κβαντικές και ιδιωτικές χωρητικότητες των καναλιών αφαίρεσης της φάσης των μποζονίων». arXiv: 2205.05736.
Οι παραπάνω αναφορές είναι από SAO / NASA ADS (τελευταία ενημέρωση επιτυχώς 2022-09-29 12:24:49). Η λίστα μπορεί να είναι ελλιπής, καθώς δεν παρέχουν όλοι οι εκδότες τα κατάλληλα και πλήρη στοιχεία αναφοράς.
Δεν ήταν δυνατή η λήψη Crossref αναφερόμενα δεδομένα κατά την τελευταία προσπάθεια 2022-09-29 12:24:47: Δεν ήταν δυνατή η λήψη των αναφερόμενων δεδομένων για το 10.22331 / q-2022-09-29-821 από την Crossref. Αυτό είναι φυσιολογικό αν το DOI καταχωρήθηκε πρόσφατα.
Αυτό το Βιβλίο δημοσιεύεται στο Quantum στο πλαίσιο του Creative Commons Attribution 4.0 Διεθνής (CC BY 4.0) άδεια. Τα πνευματικά δικαιώματα παραμένουν στους κατόχους των πρωτότυπων δικαιωμάτων πνευματικής ιδιοκτησίας όπως οι δημιουργοί ή τα ιδρύματά τους
