1James C. Wyant College of Optical Sciences、University of Arizona、Tucson、AZ 85721、USA
2アリゾナ大学電気およびコンピュータ工学科、ツーソン、アリゾナ 85721、米国
3Ming Hsieh 電気およびコンピュータ工学部および物理および天文学部、南カリフォルニア大学、ロサンゼルス、カリフォルニア 90089、米国
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抽象
量子情報を調和振動子にボソニックエンコードすることは、戦闘ノイズに対するハードウェア効率の高いアプローチです。 この点において、発振器間符号はボソン符号化にさらなる機会を提供するだけでなく、量子センシングおよび通信において遍在する連続変数状態への誤り訂正の適用可能性も拡張します。 この研究では、均一ノイズに対する Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) スタビライザー コードの一般的なファミリーの中で最適な発振器間コードを導出します。 任意の GKP スタビライザー コードを一般化された GKP 4 モード スクイージング (TMS) コードに還元できることを証明します。 幾何平均誤差を最小限に抑える最適な符号化は、最適化された GKP 格子と TMS ゲインを備えた GKP-TMS コードから構築できます。 シングルモードデータと補助の場合、この最適なコード設計問題は効率的に解決でき、さらに六方晶系 GKP 格子が最適であり、以前に採用された正方格子よりも厳密に優れているという数値的証拠を提供します。 マルチモードの場合、一般的な GKP 格子の最適化は困難です。 4 モード データと付属のケースでは、DXNUMX 格子 (XNUMX 次元の高密度充填格子) が、より低次元の格子の積よりも優れていることがわかります。 副産物として、コード削減により、補助が GKP 状態でない場合でも、ガウス エンコーディングに基づく任意の発振器間コードに対する普遍的な閾値なし定理を証明できるようになります。
人気の要約
この研究では、一般化された GKP XNUMX モード スクイーズ コードが最適であることを証明することにより、発振器間の符号化に関するこの重要な未解決の問題を解決します。 シングルモード データと補助については、六方晶格子が最適な GKP 格子であることをさらに示します。 一方、マルチモードの場合、高次元格子を持つマルチモード GKP 状態はシングルモードの低次元 GKP 状態よりも優れたパフォーマンスを発揮できることがわかり、したがって GKP 状態の高次元格子を考慮する必要性が強調されます。 また、有限圧縮を使用したこのようなコードのしきい値なし定理のより簡単な証明も得られます。
提案された最適なコードはさまざまな物理プラットフォームに容易に実装でき、さまざまな種類のノイズの抑制の向上が期待できます。
►BibTeXデータ
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