1Kondensoidun aineen fysiikan laitos, Weizmann Institute of Science, Rehovot 76100, Israel
2Pritzkerin molekyylitekniikan koulu, Chicagon yliopisto, Chicago, Illinois 60637, USA
Onko tämä artikkeli mielenkiintoinen vai haluatko keskustella? Scite tai jätä kommentti SciRate.
Abstrakti
Jatkuvan muuttujan järjestelmiin koodatut bosoniset kubitit tarjoavat lupaavan vaihtoehdon kaksitasoisille kubiteille kvanttilaskennassa ja -viestinnässä. Toistaiseksi fotonihäviö on ollut hallitseva bosonisten kubittien virheiden lähde, mutta fotonihäviön merkittävä väheneminen viimeaikaisissa bosonisten kubittien kokeissa viittaa siihen, että myös vaiheistuksen virheet tulisi ottaa huomioon. Yksityiskohtainen ymmärrys yhdistetystä fotonihäviöstä ja vaiheen poistokanavasta puuttuu kuitenkin. Tässä osoitamme, että toisin kuin sen osat, yhdistetty häviötä poistava kanava on hajoamaton, mikä osoittaa kohti tämän kanavan rikkaampaa rakennetta. Tarjoamme rajat häviötä poistavan kanavan kapasiteetille ja käytämme numeerista optimointia löytääksemme optimaaliset yksimuotoiset koodit monenlaisille virhesuhteille.
Suositeltu kuva: Numeerisesti optimoitujen bosonisten koodien maisema erilaisille fotonihäviön nopeuksille (vaaka-akseli) ja vaiheistuksen nopeuksille (pystyakseli). Kaaviot ovat koodin maksimaalisesti sekoitettujen tilojen Wigner-jakaumia.
Suosittu yhteenveto
► BibTeX-tiedot
► Viitteet
[1] Peter W. Shor "Kaavio dekoherenssin vähentämiseksi kvanttitietokoneen muistissa" Physical Review A 52, R2493 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.52.R2493
[2] Mark M. Wilde "Kvanttiinformaatioteoria" Cambridge University Press (2013).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9781139525343
https://www.cambridge.org/core/books/quantum-information-theory/9DC2CA59F45636D4F0F30D971B677623
[3] Seth Lloyd "Kohinaisen kvanttikanavan kapasiteetti" 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 ja RJ Schoelkopf, "Kvanttibitin käyttöiän pidentäminen virheenkorjaus suprajohtavissa piireissä” Nature 536, 441–445 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature18949
https: / / www.nature.com/ artikkelia / 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 ja Liang Jiang, "Performance and structure of single- tila bosonic codes” Physical Review A 97, 032346 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032346
[6] Kyungjoo Nohand Christopher Chamberland "Vikasietoinen bosoninen kvanttivirheen korjaus pinta-Gottesman-Kitaev-Preskill-koodilla" Physical Review A 101, 012316 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012316
[7] Kyungjoo Noh "Quantum Computation and Communication in Bosonic Systems" -tutkielma (2020).
[8] Daniel Gottesman, Aleksei Kitaev ja John Preskill, "Kubitin koodaus oskillaattorissa" 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 ja MH Devoret, "Oskillaattorin verkkotiloihin koodatun kubitin kvanttivirheen korjaus" 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 ja A. Grassellino, "Kolmiulotteiset suprajohtavat resonaattorit T <20 mK:lla fotonien käyttöiällä jopa $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 ja Robert J. Schoelkopf, "Kvanttimuisti millisekunnin koherenssilla piirissä 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 ja RJ Schoelkopf, "Kvanttivirheen vikasietoinen havaitseminen" 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 ja 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 ja 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 ja 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 "Kvanttivirheen korjaus konveksin optimoinnin avulla" 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 ja Liang Jiang, "Gaussin lämpöhäviökanavien kvanttikapasiteetin rajat ja saavutettavissa olevat nopeudet Gottesman-Kitaev-Preskill-koodeilla" 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 ja SM Girvin, "Uusi luokka kvanttivirheitä korjaavia koodeja bosoniseen tilaan" 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 ja Michel H. Devoret, "Dynaamisesti suojatut kissakubitit: uusi paradigma universaaliin kvanttilaskentaan" New Journal of Physics 16, 045014 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/4/045014
[21] Amir Arqand, Laleh Memarzadeh ja Stefano Mancini, "Bosonic dephasing channel -kvanttikapasiteetti" Physical Review A 102, 42413 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.042413
[22] Andreas Winter "Energiarajoitettu timanttinormi, joka soveltuu jatkuvasti muuttuvien kanavien kapasiteetin tasaiseen jatkuvuuteen" arXiv:1712.10267 [quant-ph] (2017).
https:///doi.org/10.48550/arXiv.1712.10267
[23] Michael M. Wolf, David Pérez-García ja Geza Giedke, "Bosonic channels Quantum capacities" 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-Patron, Nicolas J. Cerf, Timothy C. Ralph, Jeffrey H. Shapiro ja Seth Lloyd, “Gaussian quantum information” Reviews of Modern Physics 84, 621–669 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.621
[25] Mark M. Wildeand Haoyu Qi "Kvanttikanavien energiarajoitteiset yksityiset ja kvanttikapasiteetit" IEEE Transactions on Information Theory 64, 7802–7827 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2018.2854766
[26] Ludovico Lamiand Mark M. Wilde "Täsmällinen ratkaisu bosonisten vaiheistavien kanavien kvantti- ja yksityisille kapasiteeteille" 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 "Kvanttikapasiteetin positiivisuus ja ei-additiivisuus käyttämällä yleistettyjä poistokanavia" IEEE Transactions on Information Theory 67, 4533–4545 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2021.3080819
[28] Atharv Joshi, Kyungjoo Noh ja Yvonne Y Gao, "Kvanttiinformaation käsittely bosonisten kubittien kanssa piirissä 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 ja Vincenzo Savona, "Kvanttivirheen korjaus käyttämällä puristettuja Schrödingerin kissan tiloja" 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 ja 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] 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 ja Z. Leghtas, "Sadan sekunnin bitin flip-aika kahden fotonin dissipatiivisessa oskillaattorissa" 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 ja Zaki Leghtas, "Bittimuutosten eksponentiaalinen vaimennus oskillaattoriin koodatussa kubitissa" 16 – Nature Physics 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 ja 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 "Salaisen avaimen tislaus ja takertuminen kvanttitiloista" 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 "Kvanttikoodit hermoverkoista" New Journal of Physics 22, 023005 (2018).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ab6cdd
Viitattu
[1] Ludovico Lami ja Mark M. Wilde, "Täsmällinen ratkaisu bosonisten vaiheistavien kanavien kvantti- ja yksityisille kapasiteeteille", arXiv: 2205.05736.
Yllä olevat sitaatit ovat peräisin SAO: n ja NASA: n mainokset (viimeksi päivitetty onnistuneesti 2022-09-29 12:24:49). Lista voi olla puutteellinen, koska kaikki julkaisijat eivät tarjoa sopivia ja täydellisiä viittaustietoja.
Ei voitu noutaa Crossref siteeratut tiedot viimeisen yrityksen aikana 2022-09-29 12:24:47: Ei voitu noutaa viittauksia 10.22331 / q-2022-09-29-821 mainittuihin tietoihin Crossrefiltä. Tämä on normaalia, jos DOI rekisteröitiin äskettäin.
Tämä kirja on julkaistu Quantum - lehdessä Creative Commons Nimeäminen 4.0 Kansainvälinen (CC BY 4.0) lisenssin. Tekijänoikeudet säilyvät alkuperäisillä tekijänoikeuksien haltijoilla, kuten tekijöillä tai heidän instituutioillaan.
