Architetture modulari per generare deterministicamente stati di grafi

Architetture modulari per generare deterministicamente stati di grafi

Timestamp: 2 marzo 2023 11:52

Hassan Shapurian1 e Alireza Shabani2

1Cisco Quantum Lab, San Jose, CA 95134, Stati Uniti
2Cisco Quantum Lab, Los Angeles, CA 90049, Stati Uniti

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Astratto

Gli stati del grafico sono una famiglia di stati stabilizzatori che possono essere adattati a varie applicazioni nel calcolo quantistico fotonico e nella comunicazione quantistica. In questo documento, presentiamo un design modulare basato su emettitori di punti quantici accoppiati a una guida d'onda e linee di ritardo in fibra ottica per generare deterministicamente stati di cluster N-dimensionali e altri stati di grafi utili come stati di alberi e stati di ripetitori. A differenza delle proposte precedenti, il nostro progetto non richiede porte a due qubit su punti quantici e al massimo un interruttore ottico, riducendo così al minimo le sfide solitamente poste da questi requisiti. Inoltre, discutiamo il modello di errore per il nostro progetto e dimostriamo una memoria quantistica tollerante ai guasti con una soglia di errore dello 0.53% nel caso di uno stato grafico 3D su un reticolo Raussendorf-Harrington-Goyal (RHG). Forniamo anche un limite superiore fondamentale sulla perdita correggibile nello stato RHG tollerante ai guasti basato sulla teoria della percolazione, che è rispettivamente di 1.24 dB o 0.24 dB a seconda che lo stato sia generato direttamente o ottenuto da un semplice stato di cluster cubico.

Architetture modulari per generare deterministicamente stati dei grafici PlatoBlockchain Data Intelligence. Ricerca verticale. Ai.

Immagine di presentazione: un'immagine schematica della nostra architettura modulare per generare stati grafici di qubit fotonici. Consiste di due parti: un componente attivo, un emettitore quantistico (Q) che invia fotoni al secondo componente (passivo), comprendente un circolatore ottico collegato a un blocco di diffusione (che funge da gate CZ) terminato da una linea di ritardo ciclo di feedback. Alcuni stati del grafico di output di esempio vengono visualizzati nell'output.

Riepilogo popolare

I fotoni, particelle quantistiche elementari di luce, sono uno dei candidati promettenti per i qubit nell'elaborazione quantistica delle informazioni. Possono essere sfruttati per computer quantistici veloci e scalabili e sono il mezzo preferito per le reti quantistiche. A differenza dei qubit basati sulla materia che sono stazionari e persistenti, i qubit fotonici sono volanti (alla velocità della luce) e consumabili (vengono distrutti durante la misurazione tramite un rilevatore di fotoni). Queste differenze fondamentali hanno portato allo sviluppo di metodi di elaborazione distinti su misura per il calcolo quantistico ottico e il networking, in cui vengono preparati gli stati delle risorse dei qubit fotonici entangled e vengono raggiunti vari compiti misurando i qubit. La generazione di tali stati delle risorse, tuttavia, è piuttosto impegnativa. In questo articolo, proponiamo un'architettura minimale con pochi dispositivi, un emettitore quantico e un blocco di diffusione (basato su punti quantici o difetti) insieme a un ciclo di feedback a linea di ritardo e ne analizziamo le prestazioni nella generazione di alcuni dei più comuni stati delle risorse.
La nostra architettura è modulare, cioè l'impilamento dei blocchi di scattering porta a dispositivi in ​​grado di generare stati più sofisticati (ad esempio, stati di grafi di dimensione superiore).

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[1] Daoheng Niu, Yuxuan Zhang, Alireza Shabani e Hassan Shapourian, "Ripetitori quantistici a una via completamente fotonici", arXiv: 2210.10071, (2022).

[2] Yuan Zhan, Paul Hilaire, Edwin Barnes, Sophia E. Economou e Shuo Sun, "Analisi delle prestazioni dei ripetitori quantistici abilitati da stati di grafici fotonici generati deterministicamente", arXiv: 2209.11430, (2022).

Le citazioni sopra sono di ANNUNCI SAO / NASA (ultimo aggiornamento riuscito 2023-03-02 16:55:13). L'elenco potrebbe essere incompleto poiché non tutti gli editori forniscono dati di citazione adeguati e completi.

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