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ボソン損失ディフェージング チャネルの量子容量とコード

ピーター・レヴィアント1、銭徐2、梁江2、セルジュ・ローゼンブラム1

1凝縮物質物理学科、ワイツマン科学研究所、Rehovot 76100、イスラエル
2シカゴ大学プリツカー分子工学部、イリノイ州シカゴ、米国60637

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抽象

連続変数システムでエンコードされたボソン キュービットは、量子計算と通信のための XNUMX レベル キュービットに代わる有望な手段を提供します。 これまでのところ、ボソン量子ビットのエラーの主な原因は光子損失でしたが、最近のボソン量子ビット実験での光子損失の大幅な減少は、ディフェージング エラーも考慮する必要があることを示唆しています。 ただし、複合光子損失とディフェージング チャネルの詳細な理解が欠けています。 ここでは、その構成部分とは異なり、結合された損失デフェージング チャネルは非分解性であり、このチャネルのより豊富な構造を示していることを示します。 ロス デフェージング チャネルの容量の限界を提供し、数値最適化を使用して、広範囲のエラー レートに最適なシングルモード コードを見つけます。

この論文では、フォトン損失エラーとディフェージング エラーを受けるボソン (フォトニック) キュービットの特性に光を当てます。 このシナリオは、損失とディフェージングが同時に発生することが多く、アクティブなエラー修正が必要な現在の量子システムに特に関連しています。 結合されたエラー チャネルの構造は、その構成部分よりもはるかに複雑であることを示します。 それにもかかわらず、損失やディフェージング エラーが存在する場合に、情報をどれだけ適切に保存できるかについて、限界を示すことができます。 次に、数値最適化手法を使用して、最適なエラー訂正コードを見つけます。 重要な発見の XNUMX つは、エンコードされたボソン量子ビットが、広範囲の損失とディフェージング エラー率に対して最適な平均光子数を持っていることです。 これは、より多くの光子が常にコード パフォーマンスの向上につながる、純粋な損失または純粋なディフェージング エラーとはまったく対照的です。

►BibTeXデータ

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によって引用

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上記の引用は SAO / NASA ADS (最後に正常に更新された2022-09-29 12:24:49)。 すべての出版社が適切で完全な引用データを提供するわけではないため、リストは不完全な場合があります。

取得できませんでした クロスリファレンス被引用データ 最終試行2022-09-29 12:24:47:10.22331 / q-2022-09-29-821の被引用データをCrossrefから取得できませんでした。 DOIが最近登録された場合、これは正常です。

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