1گروه فیزیک ماده متراکم، موسسه علوم وایزمن، Rehovot 76100، اسرائیل
2دانشکده مهندسی مولکولی پریتزکر، دانشگاه شیکاگو، شیکاگو، ایلینوی 60637، ایالات متحده آمریکا
این مقاله را جالب می دانید یا می خواهید بحث کنید؟ SciRate را ذکر کنید یا در SciRate نظر بدهید.
چکیده
کیوبیت‌های بوزونی که در سیستم‌های متغیر پیوسته کدگذاری می‌شوند، جایگزین امیدوارکننده‌ای برای کیوبیت‌های دو سطحی برای محاسبات و ارتباطات کوانتومی هستند. تاکنون، از دست دادن فوتون منبع اصلی خطاها در کیوبیت‌های بوزونی بوده است، اما کاهش قابل توجه اتلاف فوتون در آزمایش‌های اخیر کیوبیت بوزونی نشان می‌دهد که خطاهای کاهش فاز نیز باید در نظر گرفته شود. با این حال، درک دقیقی از از دست دادن فوتون و کانال dephasing ترکیبی وجود ندارد. در اینجا، نشان می‌دهیم که برخلاف بخش‌های تشکیل‌دهنده آن، کانال ترکیبی کاهش‌دهنده تلفات تجزیه ناپذیر است و به ساختار غنی‌تری از این کانال اشاره می‌کند. ما مرزهایی را برای ظرفیت کانال کاهش فاز ارائه می کنیم و از بهینه سازی عددی برای یافتن کدهای تک حالته بهینه برای طیف گسترده ای از نرخ های خطا استفاده می کنیم.
تصویر ویژه: منظره کدهای بوزونی بهینه‌سازی شده عددی برای نرخ‌های مختلف تلفات فوتون (محور افقی) و نرخ‌های کاهش فاز (محور عمودی). نمودارها توزیع‌های ویگنر از حالت‌های حداکثر مخلوط کد هستند.
خلاصه محبوب
► داده های BibTeX
◄ مراجع
[1] پیتر دبلیو. شور "طرح کاهش ناهمدوسی در حافظه کامپیوتر کوانتومی" Physical Review A 52, R2493 (1995).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.52.R2493
[2] مارک ام وایلد "نظریه اطلاعات کوانتومی" انتشارات دانشگاه کمبریج (2013).
https://doi.org/10.1017/CBO9781139525343
https://www.cambridge.org/core/books/quantum-information-theory/9DC2CA59F45636D4F0F30D971B677623
[3] ست لوید "ظرفیت کانال کوانتومی پر سر و صدا" بررسی فیزیکی A 55، 1613 (1997).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.55.1613
[4] نیسیم اوفک، آندری پترنکو، رینیر هیرس، فیلیپ راینهولد، زکی لگتاس، برایان ولاستاکیس، یئهان لیو، لوئیجی فرونزیو، اس ام گیروین، ال. جیانگ، مازیار میرراهیمی، ام. اچ دوورت، و آر جی اسکوئلکوپف، «افزایش طول عمر کوانتوم با یک تصحیح خطا در مدارهای ابررسانا» Nature 536، 441-445 (2016).
https://doi.org/10.1038/nature18949
https://www.nature.com/articles/nature18949
[5] ویکتور وی. آلبرت، کیونگجو نو، کسپر دویون ووردن، دیلان جی یانگ، آر تی بریرلی، فیلیپ راینهولد، کریستف ویلو، لینشو لی، چائو شن، اس ام گیروین، باربارا ام ترهال، و لیانگ جیانگ، "عملکرد و ساختار تک کدهای بوزونی حالت” Physical Review A 97, 032346 (2018).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.97.032346
[6] کیونگجو نوهند کریستوفر چمبرلند «اصلاح خطای کوانتومی بوزونی متحمل خطا با کد سطح-گوتسمن-کیتایف-پیشکل» بررسی فیزیکی A 101، 012316 (2020).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.101.012316
[7] پایان نامه کیونگجو نو "محاسبات کوانتومی و ارتباطات در سیستم های بوزونی" (2020).
[8] دانیل گوتسمن، الکسی کیتایف و جان پرسکیل، "رمزگذاری کیوبیت در نوسانگر" بررسی فیزیکی A 64، 012310 (2001).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.64.012310
[9] P. Campagne-Ibarcq، A. Eickbusch، S. Tozard، E. Zalys-Geller، NE Frattini، VV Sivak، P. Reinhold، S. Puri، S. Shankar، RJ Schoelkopf، L. Frunzio، M. Mirrahimi، و MH Devoret، "اصلاح خطای کوانتومی یک کیوبیت کدگذاری شده در حالت های شبکه ای یک نوسانگر" 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، و A. Grassellino، "رزوناتورهای ابررسانای سه بعدی در T <20mK با طول عمر فوتون تا $tau $=2 s'' Physical Review Applied 13, 34032 (2020).
https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.13.034032
[11] متیو ریگور، ولفگانگ فاف، کریستوفر اکسلین، راینیر دبلیو هیرس، نیسیم اوفک، کاترینا اسلیوا، اریک هالند، چن وانگ، جیکوب بلوموف، کوین چو، مایکل جی. هاتریج، لوئیجی فرونزیو، میشل اچ. دوورت، لیانگ جیانگ و رابرت J. Schoelkopf، "حافظه کوانتومی با انسجام میلی ثانیه در مدار QED" بررسی فیزیکی B 94، 014506 (2016).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.014506
[12] S. Rosenblum، P. Reinhold، M. Mirrahimi، Liang Jiang، L. Frunzio، و RJ Schoelkopf، "تشخیص خطای متحمل خطای کوانتومی" 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، و RJ Schoelkopf، "صدای شات فوتونی در محدوده پراکندگی قوی مدار QED کاهش می یابد. ” بررسی فیزیکی B 86, 180504 (2012).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.86.180504
[14] Arne L. Grimsmo، Joshua Combes و Ben Q. Baragiola، "محاسبات کوانتومی با کدهای بوزونی متقارن چرخشی" بررسی فیزیکی X 10، 011058 (2020).
https://doi.org/10.1103/PhysRevX.10.011058
[15] Yingkai Ouyangand Earl T. Campbell "معاملات بر روی انعطاف پذیری تعداد و تغییر فاز در کدهای کوانتومی بوزونی" معاملات IEEE در نظریه اطلاعات 67، 6644-6652 (2021).
https://doi.org/10.1109/TIT.2021.3102873
[16] Felix Leditzky، Debbie Leung، and Graeme Smith، «کانال بازگشایی و افزایش افزودن اطلاعات منسجم» 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 "اصلاح خطای کوانتومی از طریق بهینه سازی محدب" پردازش اطلاعات کوانتومی 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] کیونگجو نو، ویکتور ویکتور آلبرت و لیانگ جیانگ، "محدوده های ظرفیت کوانتومی کانال های تلفات حرارتی گاوسی و نرخ های قابل دستیابی با کدهای گوتسمن-کیتایف-پیش مهارت" تراکنش های IEEE در نظریه اطلاعات 65، 2563-2582 (2019).
https://doi.org/10.1109/TIT.2018.2873764
[19] ماریوس اچ. مایکل، متی سیلوری، آر تی بریرلی، ویکتور وی. آلبرت، جوها سالمیلهتو، لیانگ جیانگ، و اس ام گیروین، «کلاس جدید کدهای تصحیح خطای کوانتومی برای حالت بوزونی» بررسی فیزیکی X 6، 031006 (2016).
https://doi.org/10.1103/PhysRevX.6.031006
[20] Mazyar Mirrahimi، Zaki Leghtas، Victor V. Albert، Steven Tozard، Robert J. Schoelkopf، Liang Jiang و Michel H. Devoret، "گربه-کیوبیت های محافظت شده پویا: یک الگوی جدید برای محاسبات کوانتومی جهانی" مجله جدید فیزیک 16، 045014 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/4/045014
[21] امیر ارقند، لاله معمارزاده و استفانو مانچینی، «ظرفیت کوانتومی یک کانال تخلیه‌کننده بوزونی» بررسی فیزیکی A 102، 42413 (2020).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.102.042413
[22] آندریاس وینتر «هنجار الماس محدود شده با انرژی با کاربردهایی برای تداوم یکنواخت ظرفیت‌های کانال متغیر پیوسته» arXiv:1712.10267 [quant-ph] (2017).
https://doi.org/10.48550/arXiv.1712.10267
[23] مایکل ام. ولف، دیوید پرز-گارسیا، و گزا گیدکه، "ظرفیت های کوانتومی کانال های بوزونی" 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] کریستین ویدبروک، استفانو پیراندولا، رائول گارسیا-پاترون، نیکلاس جی سرف، تیموتی سی رالف، جفری اچ. شاپیرو، و ست لوید، "اطلاعات کوانتومی گاوسی" بررسی‌های فیزیک مدرن 84، 621-669 (2012).
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.84.621
[25] Mark M. Wilde and Haoyu Qi "ظرفیت های خصوصی و کوانتومی کانال های کوانتومی محدود شده با انرژی" معاملات IEEE در نظریه اطلاعات 64، 7802-7827 (2018).
https://doi.org/10.1109/TIT.2018.2854766
[26] Ludovico Lamiand Mark M. Wilde «راه‌حل دقیق برای ظرفیت‌های کوانتومی و خصوصی کانال‌های جداکننده بوزونی» 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 "مثبت و غیرافزودنی ظرفیت های کوانتومی با استفاده از کانال های پاکسازی تعمیم یافته" IEEE Transactions on Information Theory 67, 4533-4545 (2021).
https://doi.org/10.1109/TIT.2021.3080819
[28] Atharv Joshi، Kyungjoo Noh، و Yvonne Y Gao، "پردازش اطلاعات کوانتومی با کیوبیت‌های بوزونی در مدار QED" علم و فناوری کوانتومی 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] دیوید اس. شلگل، فابریزیو مینگانتی و وینچنزو ساوونا، «اصلاح خطای کوانتومی با استفاده از حالت‌های فشرده شده گربه شرودینگر» 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. Tozard, M. Mirrahimi, SM Girvin, S. Shankar, and 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/articles/s41586-020-2587-z
[31] سی بردو، آ. مورانی، یو. رگلید، دبلیو سی اسمیت، ام. ویلیرز، جی. پالومو، ام. روستیچر، آ. دنیس، پی. مورفین، ام. دلبک، تی. کونتوس، ن. پانکراتوا، اف. T. Peronnin، L. -A. سلم، پی روچون، آ. سارلت، م. میراهیمی، پی. کامپاین-ایبارک، اس. جزوین، آر. لسکان، و ز. لگتاس، "زمان چرخشی صد ثانیه ای در یک نوسانگر اتلاف پذیر دو فوتونی" 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 و Zaki Leghtas، «سرکوب تصاعدی تلنگرهای بیتی در یک کیوبیت کدگذاری شده در یک نوسانگر N16-509» (513).
https://doi.org/10.1038/s41567-020-0824-x
[33] Linshu Li، Dylan J. Young، Victor V. Albert، Kyungjoo Noh، Chang Ling Zou، و Liang Jiang، "کدهای کوانتومی بوزونی مهندسی فاز" بررسی فیزیکی A 103، 062427 (2021).
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.103.062427
[34] Igor Devetakand Andreas Winter "تقطیر کلید مخفی و درهم تنیدگی از حالات کوانتومی" مجموعه مقالات انجمن سلطنتی A: ریاضیات، فیزیک و علوم مهندسی 461، 207-235 (2003).
https://doi.org/10.1098/rspa.2004.1372
[35] Johannes Bauschand Felix Leditzky "کدهای کوانتومی از شبکه های عصبی" مجله جدید فیزیک 22، 023005 (2018).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab6cdd
ذکر شده توسط
[1] لودویکو لامی و مارک ام وایلد، "راه حل دقیق برای ظرفیت های کوانتومی و خصوصی کانال های کاهش دهنده بوزونی". arXiv: 2205.05736.
نقل قول های بالا از SAO/NASA Ads (آخرین به روز رسانی با موفقیت 2022-09-29 12:24:49). فهرست ممکن است ناقص باشد زیرا همه ناشران داده های استنادی مناسب و کاملی را ارائه نمی دهند.
واکشی نشد داده های استناد شده متقاطع در آخرین تلاش 2022-09-29 12:24:47: داده های استناد شده برای 10.22331/q-2022-09-29-821 از Crossref دریافت نشد. اگر DOI اخیراً ثبت شده باشد، طبیعی است.
این مقاله در Quantum تحت عنوان منتشر شده است Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) مجوز. حق چاپ نزد دارندگان حق چاپ اصلی مانند نویسندگان یا مؤسسات آنها باقی می ماند.
