Op meting gebaseerde generatie en behoud van cat- en grid-statussen binnen een continu-variabele clusterstatus

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Molenaar Eaton^1,2, Carlos González-Arciniegas¹, Rafael N. Alexander³, Nicolas C. Menicucci³en Olivier Pfister¹

¹Afdeling Natuurkunde, Universiteit van Virginia, Charlottesville, VA 22904, VS
²QC82, College Park, MD 20740, VS
³Centrum voor Quantum Computation and Communication Technology, School of Science, RMIT University, Melbourne, VIC 3000, Australië

Vind je dit artikel interessant of wil je het bespreken? Scite of laat een reactie achter op SciRate.

Abstract

We presenteren een algoritme om op betrouwbare wijze verschillende kwantumtoestanden te genereren die cruciaal zijn voor kwantumfoutcorrectie en universele continue variabele (CV) kwantumcomputing, zoals Schrödinger-kattentoestanden en Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) rastertoestanden, uit Gaussiaanse CV-clustertoestanden. Ons algoritme is gebaseerd op de Photon-counting-Assisted Node-Teleportation Method (PhANTM), die gebruik maakt van standaard Gauss-informatieverwerking op de clusterstatus met de enige toevoeging van lokale fotongetal-oplossende metingen. We laten zien dat PhANTM polynomiale poorten kan toepassen en cat-states kan inbedden in het cluster. Deze methode stabiliseert cat-states tegen Gaussiaanse ruis en bestendigt niet-Gaussianiteit binnen het cluster. We laten zien dat bestaande protocollen voor het fokken van kattenstatussen kunnen worden ingebed in clusterstatusverwerking met behulp van PhANTM.

Uitgelichte afbeelding: PhANTM-metingen die langs de clusterstatus worden uitgevoerd, verbruiken clusterstatusknooppunten om Schrӧdinger-kattenstaten in te bedden. Deze cat-states kunnen vervolgens worden gebruikt om bronnen te genereren voor universele kwantumberekening door aanvullende metingen uit te voeren op clusterstatusknooppunten.

Populaire samenvatting

Quantumberekening met clustertoestanden verloopt analoog aan berekening met qubits in een circuitmodel, maar het clustertoestandsmodel genereert alle vereiste verstrengeling vooraf in de initiële bron. Hoewel berekening met clusterstatussen extra overhead vereist in het aantal vereiste qubits, hebben recente experimenten het vermogen aangetoond om enorm schaalbare clusterstatussen te creëren met duizenden of miljoenen modi met behulp van continu variabele optische velden. De continu-variabele clustertoestanden die tot nu toe zijn gegenereerd, zijn samengesteld uit geperste lichtmodi, die allemaal Gaussiaans zijn, maar de toevoeging van niet-Gaussiaanse bronnen zal nodig zijn voor universele kwantumcomputers. Deze niet-Gaussianiteit kan worden opgenomen door bosonische coderingen, zoals met GKP-qubits, of door het gebruik van poortteleportatie met aanvullende niet-Gaussiaanse toestanden. Huidige voorstellen om de vereiste niet-Gaussiaanse operaties uit te voeren, zijn afhankelijk van de offline voorbereiding van hulpstatussen, wat in het algemeen waarschijnlijk is, en deze bronnen later koppelen aan de clusterstatus. In zekere zin verslaat dit het doel van een clustertoestandsmodel waarbij alle vereiste kwantumbronnen vooraf worden gegenereerd, maar bovendien vormt de probabilistische aard van ondersteunende niet-Gaussiaanse bronnen een probleem voor de schaalbaarheid.
In dit werk bedenken we een methode om de vereiste niet-Gaussianiteit te introduceren zonder hulpbronnen, simpelweg door geschikte metingen uit te voeren op de clusterstatus. Deze metingen hebben de vorm van fotonaftrekkingsbewerkingen gevolgd door de normale homodyne-detectie om de kwantuminformatie te teleporteren. Terwijl andere methoden om niet-Gaussiaanse toestanden te genereren, zoals de kubische fasetoestand, een resolutie van tientallen fotonen kunnen vereisen, hebben we alleen een resolutie met een laag fotongetal nodig, wat haalbaar is met verschillende technologieën. Hoewel het aftrekken van fotonen waarschijnlijk is, betekent de herhaalde toepassing na teleportatie van homodyne-detectie dat we er bijna zeker van zullen zijn dat we uiteindelijk zullen slagen en dat er slechts een aantal overhead-modi hoeft te worden verbruikt door meting. Wanneer een succesvolle fotonaftrekking plaatsvindt, wordt de lokale toestand die verstrikt is in het cluster niet-Gaussiaans en verandert in een Schrӧdinger-kittentoestand. Herhaalde toepassingen van fotonenaftrekking vóór teleportatie verhogen de amplitude van de kattoestand tot een niveau dat afhangt van het knijpen dat aanwezig is in de clustertoestand. Verrassend genoeg kan het proces de amplitude van de kattoestand behouden, zelfs in de aanwezigheid van Gauss-ruis als gevolg van eindig samendrukken.
Dit proces, dat we de Photon-counting-Assisted Node-Teleportation Method (PhANTM) noemen, kan parallel verlopen op veel afzonderlijke 1-D-ketens in een clusterstatus. Op één na worden alle clusterstatusknooppunten in elke keten verbruikt door meting, maar het laatste niet-gemeten knooppunt wordt omgezet in een katstatus. De lokale kwantuminformatie van dit knooppunt kan dus worden gebruikt als een niet-Gaussiaanse bron, maar belangrijker is dat deze verstrengeld is gebleven met de rest van de clusterstatusbron. Vervolgens laten we zien dat methoden voor het fokken van kattentoestanden om GKP-toestanden te produceren verenigbaar zijn met het clustertoestandsformalisme, wat betekent dat onze methode zowel kattoestanden kan genereren die vervolgens kunnen worden gekweekt in universele computerbronnen, allemaal door experimenteel toegankelijke metingen uit te voeren op een continue -variabele clusterstatus. We motiveren ook verbindingen met faseschattingsprotocollen en geven voorbeelden om aan te geven dat onze methode kan slagen in de aanwezigheid van experimentele onvolkomenheden en decoherentie.

► BibTeX-gegevens

@article{Eaton2022metinggebaseerd, doi = {10.22331/q-2022-07-20-769}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2022-07-20-769}, title = {Op metingen gebaseerde generatie en behoud van kat- en rastertoestanden binnen een continu-variabele clustertoestand}, auteur = {Eaton, Miller en Gonz{'{a}}lez-Arciniegas, Carlos en Alexander, Rafael N. en Menicucci, Nicolas C. en Pfister, Olivier}, journaal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, uitgever = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in de Quantenwissenschaften}}, volume = {6}, pagina's = {769}, maand = juli, jaar = {2022} }

► Referenties

[1] Michael A. Nielsen en Isaac L. Chuang. Kwantumberekening en kwantuminformatie. Cambridge University Press, Cambridge, VK, 2000. https://doi.org/10.1119/1.1463744.
https: / / doi.org/ 10.1119 / 1.1463744

[2] Robert Raussendorf en Hans J. Briegel. Een eenrichtings kwantumcomputer. Fys. Rev. Lett., 86: 5188-5191, mei 2001. 10.1103/PhysRevLett.86.5188. URL https://doi.org/doi/10.1103/PhysRevLett.86.5188.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.86.5188

[3] NC Menicucci, P. van Loock, M. Gu, C. Weedbrook, TC Ralph en MA Nielsen. Universele kwantumberekening met continu-variabele clustertoestanden. Fys. Rev. Lett., 97: 110501, 2006. http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.97.110501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.97.110501

[4] Moran Chen, Nicolas C. Menicucci en Olivier Pfister. Experimentele realisatie van meerdelige verstrengeling van 60 modi van een kwantum optische frequentiekam. Fys. Rev. Lett., 112: 120505, maart 2014. 10.1103/PhysRevLett.112.120505. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.120505.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.120505

[5] Shota Yokoyama, Ryuji Ukai, Seiji C. Armstrong, Chanond Sornphiphatphong, Toshiyuki Kaji, Shigenari Suzuki, Jun-ichi Yoshikawa, Hidehiro Yonezawa, Nicolas C. Menicucci en Akira Furusawa. Ultragrootschalige continu-variabele clustertoestanden gemultiplext in het tijdsdomein. nat. Photon., 7:982, 2013. https:///doi.org/10.1038/nphoton.2013.287.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2013.287

[6] Mikkel V Larsen, Xueshi Guo, Casper R Breum, Jonas S Neergaard-Nielsen en Ulrik L Andersen. Deterministische generatie van een tweedimensionale clustertoestand. Wetenschap, 366 (6463): 369-372, 2019. 10.1126/science.aay4354. URL https://science.sciencemag.org/content/366/6463/369.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aay4354
https: / / science.sciencemag.org/ content / 366/6463/369

[7] Warit Asavanant, Yu Shiozawa, Shota Yokoyama, Baramee Charoensombutamon, Hiroki Emura, Rafael N Alexander, Shuntaro Takeda, Jun-ichi Yoshikawa, Nicolas C Menicucci, Hidehiro Yonezawa, et al. Generatie van tijddomein-gemultiplexte tweedimensionale clusterstatus. Wetenschap, 366 (6463): 373-376, 2019. 10.1126/science.aay2645. URL https://science.sciencemag.org/content/366/6463/373.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.aay2645
https: / / science.sciencemag.org/ content / 366/6463/373

[8] Daniel Gottesman, Alexei Kitaev en John Preskill. Een qubit coderen in een oscillator. Fys. Rev. A, 64: 012310, juni 2001. 10.1103/PhysRevA.64.012310. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.64.012310.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.012310

[9] Nicolas C. Menicucci. Fouttolerante, op metingen gebaseerde kwantumcomputers met continu variabele clusterstatussen. Fys. Rev. Lett., 112: 120504, maart 2014. 10.1103/PhysRevLett.112.120504. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.112.120504.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.112.120504

[10] Henning Vahlbruch, Moritz Mehmet, Karsten Danzmann en Roman Schnabel. Detectie van 15 dB geperste lichttoestanden en hun toepassing voor de absolute kalibratie van foto-elektrische kwantumefficiëntie. Fys. Rev. Lett., 117: 110801, september 2016. 10.1103/PhysRevLett.117.110801. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.117.110801.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.117.110801

[11] Kosuke Fukui, Akihisa Tomita, Atsushi Okamoto en Keisuke Fujii. Hoogdrempelige fouttolerante kwantumberekening met analoge kwantumfoutcorrectie. Fys. Rev. X, 8:021054, mei 2018. 10.1103/PhysRevX.8.021054. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevX.8.021054.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.8.021054

[12] Mile Gu, Christian Weedbrook, Nicolas C. Menicucci, Timothy C. Ralph en Peter van Loock. Quantum computing met continu-variabele clusters. Fys. Rev. A, 79: 062318, juni 2009. 10.1103/PhysRevA.79.062318. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.79.062318.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.79.062318

[13] Seth Lloyd en Samuel L. Braunstein. Quantumberekening over continue variabelen. Fys. Rev. Lett., 82: 1784–1787, februari 1999. 10.1103/PhysRevLett.82.1784. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.82.1784.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.82.1784

[14] Stephen D. Bartlett, Barry C. Sanders, Samuel L. Braunstein en Kae Nemoto. Efficiënte klassieke simulatie van continue variabele kwantuminformatieprocessen. Fys. Rev. Lett., 88: 097904, februari 2002. 10.1103/PhysRevLett.88.097904. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.88.097904.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.88.097904

[15] A. Mari en J. Eisert. Positieve wigner-functies maken klassieke simulatie van kwantumberekening efficiënt. Fys. Rev. Lett., 109: 230503, december 2012. 10.1103/PhysRevLett.109.230503. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.109.230503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.109.230503

[16] Daniël Gottesman. De Heisenberg-representatie van kwantumcomputers. arXiv preprint quant-ph/9807006, 1998. 10.48550/arXiv.quant-ph/9807006. URL https://arxiv.org/abs/quant-ph/9807006.
https:///doi.org/10.48550/arXiv.quant-ph/9807006
arXiv: quant-ph / 9807006

[17] Julien Niset, Jaromír Fiurášek en Nicolas J. Cerf. No-go-stelling voor gaussiaanse kwantumfoutcorrectie. Fys. Rev. Lett., 102: 120501, maart 2009. 10.1103/PhysRevLett.102.120501. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.102.120501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.102.120501

[18] Kyungjoo Noh, SM Girvin en Liang Jiang. Een oscillator coderen in vele oscillatoren. Fys. Rev. Lett., 125: 080503, aug 2020. 10.1103/PhysRevLett.125.080503. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.125.080503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.125.080503

[19] Ben Q. Baragiola, Giacomo Pantaleoni, Rafael N. Alexander, Angela Karanjai en Nicolas C. Menicucci. All-gaussiaanse universaliteit en fouttolerantie met de gottesman-kitaev-preskill-code. Fys. Rev. Lett., 123: 200502, nov 2019. 10.1103/PhysRevLett.123.200502. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.200502.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.200502

[20] C. Flühmann, TL Nguyen, M. Marinelli, V. Negnevitsky, K. Mehta en JP Home. Een qubit coderen in een mechanische oscillator met ingesloten ionen. Natuur, 566 (7745): 513-517, 2019. 10.1038/s41586-019-0960-6. URL https://doi.org/10.1038/s41586-019-0960-6.
https://doi.org/10.1038/s41586-019-0960-6

[21] 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 en MH Devoret. Kwantumfoutcorrectie van een qubit gecodeerd in rastertoestanden van een oscillator. Natuur, 584 (7821): 368-372, 2020. 10.1038/s41586-020-2603-3. URL https://doi.org/10.1038/s41586-020-2603-3.
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2603-3

[22] Brennan de Neeve, Thanh-Long Nguyen, Tanja Behrle en Jonathan P Home. Foutcorrectie van een qubit van de logische rasterstatus door dissipatief pompen. Natuurfysica, 18 (3): 296–300, 2022. https://doi.org/10.1038/s41567-021-01487-7.
https://doi.org/10.1038/s41567-021-01487-7

[23] M. Dakna, L. Knöll en D.-G. Welsch. Quantum state engineering met behulp van voorwaardelijke meting op een bundelsplitser. EUR. Fys. JD, 3 (3): 295-308, september 1998. ISSN 1434-6060, 1434-6079. 10.1007/s100530050177. URL http://www.springerlink.com/openurl.asp?genre=article&id=doi:10.1007/s100530050177.
https: / / doi.org/ 10.1007 / s100530050177

[24] Alexei Ourjoumtsev, Rosa Tualle-Brouri, Julien Laurat en Philippe Grangier. Optische Schrödinger-kittens genereren voor de verwerking van kwantuminformatie. Wetenschap, 312 (5770): 83-86, 2006. 10.1126/science.1122858. URL https://www.science.org/doi/abs/10.1126/science.1122858.
https: / / doi.org/ 10.1126 / science.1122858

[25] HM Vasconcelos, L. Sanz en S. Glancy. Volledig optische generatie van toestanden voor "Encoding a qubit in an oscillator". opt. Lett., 35 (19): 3261-3263, oktober 2010. 10.1364/OL.35.003261. URL http:///ol.osa.org/abstract.cfm?URI=ol-35-19-3261.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OL.35.003261
http: / / ol.osa.org/ abstract.cfm? URI = ol-35-19-3261

[26] Miller Eaton, Rajveer Nehra en Olivier Pfister. Niet-gaussiaanse en gottesman-kitaev-preskill-toestandvoorbereiding door fotonkatalyse. New Journal of Physics, 21: 113034, 2019. 10.1088/1367-2630/ab5330. URL http:///iopscience.iop.org/10.1088/1367-2630/ab5330.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 1367-2630 / ab5330

[27] GS Thekkadath, BA Bell, IA Walmsley en AI Lvovsky. Engineering schrödinger kat staten met een fotonische even-pariteitsdetector. Quantum, 4: 239, 2020. https:///doi.org/10.22331/q-2020-03-02-239.
https://doi.org/10.22331/q-2020-03-02-239

[28] Kan Takase, Jun-ichi Yoshikawa, Warit Asavanant, Mamoru Endo en Akira Furusawa. Generatie van optische schrödinger-kattentoestanden door gegeneraliseerde fotonaftrekking. Fys. Rev. A, 103: 013710, jan. 2021. 10.1103/PhysRevA.103.013710. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.103.013710.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.013710

[29] Ilan Tzitrin, J. Eli Bourassa, Nicolas C. Menicucci en Krishna Kumar Sabapathy. Vooruitgang in de richting van praktische qubit-berekening met behulp van geschatte gottesman-kitaev-preskill-codes. Fys. Rev. A, 101: 032315, maart 2020. 10.1103/PhysRevA.101.032315. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.101.032315.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.032315

[30] Keith R. Motes, Ben Q. Baragiola, Alexei Gilchrist en Nicolas C. Menicucci. Qubits coderen in oscillatoren met atomaire ensembles en geperst licht. Fys. Rev. A, 95: 053819, mei 2017. 10.1103/PhysRevA.95.053819. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.95.053819.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.053819

[31] Yunong Shi, Christopher Chamberland en Andrew Cross. Fouttolerante voorbereiding van geschatte gkp-statussen. New Journal of Physics, 21 (9): 093007, 2019. https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab3a62.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab3a62

[32] Daiqin Su, Casey R. Myers en Krishna Kumar Sabapathy. Conversie van Gauss-toestanden naar niet-Gauss-toestanden met behulp van fotongetal-oplossende detectoren. Fys. Rev. A, 100: 052301, nov 2019. 10.1103/PhysRevA.100.052301. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.100.052301.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.052301

[33] Alexei Ourjoumtsev, Hyunseok Jeong, Rosa Tualle-Brouri en Philippe Grangier. Generatie van optische 'Schrödinger-katten' uit fotongetalstaten. Nature (Londen), 448: 784, 2007. doi:10.1038/nature06054.

[34] Hiroki Takahashi, Kentaro Wakui, Shigenari Suzuki, Masahiro Takeoka, Kazuhiro Hayasaka, Akira Furusawa en Masahide Sasaki. Generatie van coherente superpositie met grote amplitude via Ancilla-geassisteerde fotonaftrekking. Fys. Rev. Lett., 101 (23): 233605, december 2008. 10.1103/PhysRevLett.101.233605. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.233605.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.233605

[35] Thomas Gerrits, Scott Glancy, Tracy S. Clement, Brice Calkins, Adriana E. Lita, Aaron J. Miller, Alan L. Migdall, Sae Woo Nam, Richard P. Mirin en Emanuel Knill. Generatie van optische coherente-state superposities door nummer-opgeloste fotonaftrekking van het uitgeknepen vacuüm. Fys. Rev. A, 82: 031802, september 2010. 10.1103/PhysRevA.82.031802. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.82.031802.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.82.031802

[36] Jean Etesse, Martin Bouillard, Bhaskar Kanseri en Rosa Tualle-Brouri. Experimentele generatie van geperste kattentoestanden met een operatie die iteratieve groei mogelijk maakt. Fys. Rev. Lett., 114: 193602, mei 2015. 10.1103/PhysRevLett.114.193602. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.114.193602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.114.193602

[37] K. Huang, H. Le Jeannic, J. Ruaudel, VB Verma, MD Shaw, F. Marsili, SW Nam, E Wu, H. Zeng, Y.-C. Jeong, R. Filip, O. Morin en J. Laurat. Optische synthese van samengeperste superposities van coherente toestanden met grote amplitude met minimale middelen. Fys. Rev. Lett., 115: 023602, juli 2015. 10.1103/PhysRevLett.115.023602. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.023602.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.115.023602

[38] Alexander E Ulanov, Ilya A Fedorov, Demid Sychev, Philippe Grangier en AI Lvovsky. Verliestolerante staatstechniek voor kwantumverbeterde metrologie via het omgekeerde hong-ou-mandel-effect. Natuurcommunicatie, 7 (1): 1-6, 2016. https://doi.org/10.1038/ncomms11925.
https: / / doi.org/ 10.1038 / ncomms11925

[39] Demid V. Sychev, Alexander E. Ulanov, Anastasia A. Pushkina, Matthew W. Richards, Ilya A. Fedorov en Alexander I. Lvovsky. Uitbreiding van optische Schrödinger's katstaten. nat. Photon., 11 (6): 379-382, juni 2017. ISSN 1749-4893. 10.1038/nphoton.2017.57. URL https://www.nature.com/articles/nphoton.2017.57.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphoton.2017.57
https:///www.nature.com/articles/nphoton.2017.57

[40] E Knill, R Laflamme en GJ Milburn. Een schema voor efficiënte kwantumberekening met lineaire optica. Nature (Londen), 409: 46-52, januari 2001. 10.1038/35051009.
https: / / doi.org/ 10.1038 / 35051009

[41] J. Eli Bourassa, Rafael N. Alexander, Michael Vasmer, Ashlesha Patil, Ilan Tzitrin, Takaya Matsuura, Daiqin Su, Ben Q. Baragiola, Saikat Guha, Guillaume Dauphinais, Krishna K. Sabapathy, Nicolas C. Menicucci en Ish Dhand. Blauwdruk voor een schaalbare fotonische fouttolerante kwantumcomputer. Quantum, 5: 392, februari 2021. ISSN 2521-327X. 10.22331/q-2021-02-04-392. URL https://doi.org/10.22331/q-2021-02-04-392.
https://doi.org/10.22331/q-2021-02-04-392

[42] S Takeda en A Furusawa. Op weg naar grootschalige fouttolerante universele fotonische kwantumcomputers. APL Photonics, 4 (6): 060902, 2019. https://doi.org/10.1063/1.5100160.
https: / / doi.org/ 10.1063 / 1.5100160

[43] Mikkel V. Larsen, Christopher Chamberland, Kyungjoo Noh, Jonas S. Neergaard-Nielsen en Ulrik L. Andersen. Fouttolerante, op metingen gebaseerde kwantumberekeningsarchitectuur met continue variabelen. PRX Quantum, 2: 030325, aug 2021a. 10.1103/PRXQuantum.2.030325. URL https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.030325.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.030325

[44] AP Lund, H. Jeong, TC Ralph en MS Kim. Voorwaardelijke productie van superposities van coherente toestanden met inefficiënte fotondetectie. Fys. Rev. A, 70 (2), augustus 2004. ISSN 1050-2947, 1094-1622. 10.1103/PhysRevA.70.020101. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.70.020101.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.70.020101

[45] Changhun Oh en Hyunseok Jeong. Efficiënte versterking van superposities van coherente toestanden met behulp van invoertoestanden met verschillende pariteiten. Journal of the Optical Society of America B, 35 (11): 2933, november 2018. ISSN 0740-3224, 1520-8540. 10.1364/JOSAB.35.002933. URL https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?URI=josab-35-11-2933.
https: / / doi.org/ 10.1364 / JOSAB.35.002933
https://www.osapublishing.org/abstract.cfm?URI=josab-35-11-2933

[46] Jean Etesse, Rémi Blandino, Bhaskar Kanseri en Rosa Tualle-Brouri. Voorstel voor een maasvrije schending van de ongelijkheden van bell met een reeks enkele fotonen en homodyne-metingen. New Journal of Physics, 16 (5): 053001, 2014. https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/5/053001.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/5/053001

[47] Daniel J. Weigand en Barbara M. Terhal. Genereren van rastertoestanden uit schrödinger-kattentoestanden zonder naselectie. Fys. Rev. A, 97: 022341, februari 2018. 10.1103/PhysRevA.97.022341. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.97.022341.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.022341

[48] Christos N. Gagatsos en Saikat Guha. Onmogelijkheid om willekeurige niet-gaussiaanse toestanden te produceren met behulp van nul-gemiddelde gaussische toestanden en gedeeltelijke fotongetal-oplossende detectie. Fys. Rev. Research, 3: 043182, december 2021. 10.1103/PhysRevResearch.3.043182. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.043182.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.043182

[49] Ulysse Chabaud, Giulia Ferrini, Frédéric Grosshans en Damian Markham. Klassieke simulatie van gaussiaanse kwantumcircuits met niet-gaussiaanse ingangstoestanden. Fys. Rev. Research, 3: 033018, juli 2021. 10.1103/PhysRevResearch.3.033018. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.3.033018.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevResearch.3.033018

[50] Mattia Walschaers, Supratik Sarkar, Valentina Parigi en Nicolas Treps. Het afstemmen van niet-gaussiaanse continu-variabele grafiektoestanden. Fys. Rev. Lett., 121: 220501, nov 2018. 10.1103/PhysRevLett.121.220501. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.121.220501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.121.220501

[51] Mattia Walschaers, Valentina Parigi en Nicolas Treps. Praktisch raamwerk voor voorwaardelijke niet-gaussiaanse kwantumtoestandvoorbereiding. PRX Quantum, 1: 020305, oktober 2020. 10.1103/PRXQuantum.1.020305. URL https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.1.020305.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.1.020305

[52] Kevin Marshall, Raphael Pooser, George Siopsis en Christian Weedbrook. Herhaal-tot-succes kubieke fasepoort voor universele continue variabele kwantumberekening. Fys. Rev. A, 91: 032321, maart 2015. 10.1103/PhysRevA.91.032321. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.91.032321.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.91.032321

[53] Francesco Arzani, Nicolas Treps en Giulia Ferrini. Polynomiale benadering van niet-gaussiaanse unitaries door één foton per keer te tellen. Fys. Rev. A, 95: 052352, mei 2017. 10.1103/PhysRevA.95.052352. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.95.052352.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.052352

[54] JR Johansson, PD Nation en Franco Nori. QuTiP: een open-source Python-framework voor de dynamiek van open kwantumsystemen. Samenstelling Fys. Comm., 183 (8): 1760-1772, augustus 2012. ISSN 0010-4655. 10.1016/j.cpc.2012.02.021. URL http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010465512000835.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.cpc.2012.02.021
http: / / www.sciencedirect.com/ science / article / PII / S0010465512000835

[55] JR Johansson, PD Nation en Franco Nori. Qutip 2: Een python-raamwerk voor de dynamiek van open kwantumsystemen. Computer Physics Communications, 184: 1234–1240, 2013. https://doi.org/10.1016/j.cpc.2012.11.019.
https: / / doi.org/ 10.1016 / j.cpc.2012.11.019

[56] Nathan Killoran, Josh Izaac, Nicolás Quesada, Ville Bergholm, Matthew Amy en Christian Weedbrook. Aardbeienvelden: een softwareplatform voor fotonische kwantumcomputers. Quantum, 3: 129, 2019. https://doi.org/10.22331/q-2019-03-11-129.
https://doi.org/10.22331/q-2019-03-11-129

[57] Thomas R Bromley, Juan Miguel Arrazola, Soran Jahangiri, Josh Izaac, Nicolás Quesada, Alain Delgado Gran, Maria Schuld, Jeremy Swinarton, Zeid Zabaneh en Nathan Killoran. Toepassingen van fotonische kwantumcomputers op korte termijn: software en algoritmen. Quantum Wetenschap en Technologie, 5 (3): 034010, 2020. https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab8504.
https: / / doi.org/ 10.1088 / 2058-9565 / ab8504

[58] Blayney W. Walshe, Ben Q. Baragiola, Rafael N. Alexander en Nicolas C. Menicucci. Continu-variabele poortteleportatie en bosonische codefoutcorrectie. Fys. Rev. A, 102: 062411, december 2020. 10.1103/PhysRevA.102.062411. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.102.062411.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.062411

[59] Shigenari Suzuki, Masahiro Takeoka, Masahide Sasaki, Ulrik L. Andersen en Fumihiko Kannari. Praktisch zuiveringsschema voor gedecoherde superposities van coherente toestanden via gedeeltelijke homodyne-detectie. Fys. Rev. A, 73: 042304, april 2006. 10.1103/PhysRevA.73.042304. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.73.042304.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.73.042304

[60] Amine Laghaout, Jonas S. Neergaard-Nielsen, Ioannes Rigas, Christian Kragh, Anders Tipsmark en Ulrik L. Andersen. Versterking van realistische schrödinger-cat-state-achtige toestanden door homodyne heralding. Fys. Rev. A, 87: 043826, april 2013. 10.1103/PhysRevA.87.043826. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.87.043826.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.87.043826

[61] Robert Raussendorf, Daniel E. Browne en Hans J. Briegel. Op metingen gebaseerde kwantumberekening op clustertoestanden. Fys. Rev. A, 68: 022312, aug. 2003. 10.1103/PhysRevA.68.022312. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.68.022312.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.022312

[62] Rafael N. Alexander, Seiji C. Armstrong, Ryuji Ukai en Nicolas C. Menicucci. Ruisanalyse van single-mode Gauss-bewerkingen met behulp van continu-variabele clustertoestanden. Fys. Rev. A, 90: 062324, december 2014. 10.1103/PhysRevA.90.062324. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevA.90.062324.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.062324

[63] Ryuji Ukai, Jun-ichi Yoshikawa, Noriaki Iwata, Peter van Loock en Akira Furusawa. Universele lineaire bogoliubov-transformaties door kwantumberekening in één richting. Fys. Rev. A, 81: 032315, maart 2010. 10.1103/PhysRevA.81.032315. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.81.032315.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.81.032315

[64] Blayney W. Walshe, Lucas J. Mensen, Ben Q. Baragiola en Nicolas C. Menicucci. Robuuste fouttolerantie voor continu-variabele clustertoestanden met overmatige antisqueezing. Fys. Rev. A, 100: 010301, juli 2019. 10.1103/PhysRevA.100.010301. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.100.010301.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.100.010301

[65] E. Knill. Schaalbare kwantumcomputing in aanwezigheid van grote gedetecteerde foutpercentages. Fys. Rev. A, 71: 042322, april 2005. 10.1103/PhysRevA.71.042322. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.71.042322.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.71.042322

[66] Krysta M. Svore, Matthew B. Hastings en Michael Freedman. Snellere faseschatting. Kwantuminfo. Computer, 14 (3–4): 306–328, maart 2014. ISSN 1533-7146. URL https://dl.acm.org/doi/abs/10.5555/2600508.2600515.
https: / / dl.acm.org/ doi / abs / 10.5555 / 2600508.2600515

[67] BM Terhal en D. Weigand. Een qubit coderen in een holtemodus in circuit qed met behulp van faseschatting. Fys. Rev. A, 93: 012315, jan 2016. 10.1103/PhysRevA.93.012315. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.93.012315.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.93.012315

[68] Warit Asavanant, Baramee Charoensombutamon, Shota Yokoyama, Takeru Ebihara, Tomohiro Nakamura, Rafael N Alexander, Mamoru Endo, Jun-ichi Yoshikawa, Nicolas C Menicucci, Hidehiro Yonezawa, et al. Op honderd stappen gebaseerde kwantumberekening gemultiplext in het tijdsdomein met een klokfrequentie van 25 MHz. arXiv preprint arXiv:2006.11537, 2020. 10.1103/PhysRevApplied.16.034005.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevApplied.16.034005
arXiv: 2006.11537

[69] Pei Wang, Moran Chen, Nicolas C. Menicucci en Olivier Pfister. Quantum optische frequentiekammen weven in continu-variabele hyperkubische clustertoestanden. Fys. Rev. A, 90: 032325, september 2014. 10.1103/PhysRevA.90.032325. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.90.032325.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.90.032325

[70] Rafael N. Alexander, Shota Yokoyama, Akira Furusawa en Nicolas C. Menicucci. Universele kwantumberekening met tweelagige vierkante roosters in temporele modus. Fys. Rev. A, 97: 032302, maart 2018. 10.1103/PhysRevA.97.032302. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.97.032302.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032302

[71] Mikkel V Larsen, Xueshi Guo, Casper R Breum, Jonas S Neergaard-Nielsen en Ulrik L Andersen. Deterministische multi-mode poorten op een schaalbaar fotonisch quantum computing-platform. Natuurfysica, pagina's 1-6, 2021b. https://doi.org/10.1038/s41567-021-01296-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-021-01296-y

[72] Carlton M. Caves. Kwantummechanische ruis in een interferometer. Fys. Rev. D, 23: 1693–1708, april 1981. 10.1103/PhysRevD.23.1693. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevD.23.1693.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevD.23.1693

[73] Timo Hillmann, Fernando Quijandría, Arne L. Grimsmo en Giulia Ferrini. Prestaties van op teleportatie gebaseerde foutcorrectiecircuits voor bosonische codes met metingen met ruis. PRX Quantum, 3: 020334, mei 2022. 10.1103/PRXQuantum.3.020334. URL https://doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.020334.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.020334

[74] Francesco Albarelli, Marco G. Genoni, Matteo GA Parijs en Alessandro Ferraro. Brontheorie van kwantum non-gaussianiteit en wigner negativiteit. Fys. Rev. A, 98: 052350, nov 2018. 10.1103/PhysRevA.98.052350. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.98.052350.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.98.052350

[75] BM Escher, RL de Matos Filho en L. Davidovich. Algemeen raamwerk voor het schatten van de ultieme precisielimiet in lawaaierige kwantumversterkte metrologie. nat. Phys., 7 (5): 406-411, 05 2011. 10.1038/nphys1958. URL http:///dx.doi.org/10.1038/nphys1958.
https: / / doi.org/ 10.1038 / nphys1958

[76] Daiji Fukuda, Go Fujii, Takayuki Numata, Kuniaki Amemiya, Akio Yoshizawa, Hidemi Tsuchida, Hidetoshi Fujino, Hiroyuki Ishii, Taro Itatani, Shuichiro Inoue, et al. Op titanium gebaseerde detector voor het oplossen van fotongetallen met overgangsrand en 98% detectie-efficiëntie met index-matched small-gap vezelkoppeling. Optics express, 19 (2): 870-875, 2011. 10.1364/OE.19.000870.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.19.000870

[77] G Fujii, D Fukuda, T Numata, A Yoshizawa, H Tsuchida en S Inoue. Dunne met goud bedekte titanium overgangsrandsensor voor optische metingen. Journal of Low Temperature Physics, 167 (5): 815-821, 2012. 10.1007/s10909-012-0527-5.
https://doi.org/10.1007/s10909-012-0527-5

[78] Yang Shen, Xingjun Xue, Andrew H Jones, Yiwei Peng, Junyi Gao, Ta Ching Tzu, Matt Konkol en Joe C Campbell. Bijna 100% externe kwantumefficiëntie 1550 nm breedspectrum fotodetector. Optics Express, 30 (2): 3047–3054, 2022. 10.1364/OE.447091.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.447091

[79] Matteo GA Parijs. Verplaatsingsoperator door bundelsplitser. Fys. Let. A, 217 (2): 78-80, juli 1996. ISSN 0375-9601. 10.1016/0375-9601(96)00339-8. URL http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0375960196003398.
https://doi.org/10.1016/0375-9601(96)00339-8
http: / / www.sciencedirect.com/ science / article / PII / 0375960196003398

[80] Shengjie Xie, Sylvain Veilleux en Mario Dagenais. On-chip hoge extinctieverhouding eentraps mach-zehnder interferometer op basis van multimode interferometer. arXiv preprint arXiv:2204.01230, 2022. https://doi.org/10.48550/arXiv.2204.01230.
https://doi.org/10.48550/arXiv.2204.01230
arXiv: 2204.01230

[81] Adriana E. Lita, Aaron J. Miller en Sae Woo Nam. Nabij-infrarode enkelvoudige fotonen tellen met een efficiëntie van 95%. opt. Uitdr., 16: 3032–3040, 2008. https://doi.org/10.1364/OE.16.003032.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.16.003032

[82] Leonardo Assis Morais, Till Weinhold, Marcelo P. de Almeida, Adriana Lita, Thomas Gerrits, Sae Woo Nam, Andrew G. White en Geoff Gillett. Exact real-time het fotongetal bepalen. arXiv:2012.10158 [physics.ins-det], 2020. https://doi.org/10.48550/arXiv.2012.10158.
https://doi.org/10.48550/arXiv.2012.10158
arXiv: 2012.10158

[83] Miller Eaton, Amr Hossameldin, Richard J Birrittella, Paul M Alsing, Christopher C Gerry, Chris Cuevas, Hai Dong en Olivier Pfister. 100 fotonen oplossen en kwantumgeneratie van onbevooroordeelde willekeurige getallen. arXiv preprint arXiv:2205.01221, 2022. https://doi.org/10.48550/arXiv.2205.01221.
https://doi.org/10.48550/arXiv.2205.01221
arXiv: 2205.01221

[84] Clinton Cahall, Kathryn L. Nicolich, Nurul T. Islam, Gregory P. Lafyatis, Aaron J. Miller, Daniel J. Gauthier en Jungsang Kim. Detectie van meerdere fotonen met behulp van een conventionele supergeleidende nanodraad-single-fotondetector. Optica, 4 (12): 1534-1535, december 2017. 10.1364/OPTICA.4.001534. URL http://www.osapublishing.org/optica/abstract.cfm?URI=optica-4-12-1534.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OPTICA.4.001534
http: / / www.osapublishing.org/ optica / abstract.cfm? URI = optica-4-12-1534

[85] Mamoru Endo, Tatsuki Sonoyama, Mikihisa Matsuyama, Fumiya Okamoto, Shigehito Miki, Masahiro Yabuno, Fumihiro China, Hirotaka Terai en Akira Furusawa. Quantum detector tomografie van een supergeleidende nanostrip fotongetal-oplossende detector. Optics Express, 29 (8): 11728-11738, 2021. https://doi.org/10.1364/OE.423142.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.423142

[86] MJ Fitch, BC Jacobs, TB Pittman en JD Franson. Fotongetalresolutie met behulp van tijdgemultiplexte enkelvoudige fotondetectoren. Fys. Rev. A, 68: 043814, oktober 2003. 10.1103/PhysRevA.68.043814. URL http:///doi.org/10.1103/PhysRevA.68.043814.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.043814

[87] Daryl Achilles, Christine Silberhorn, Cezary Śliwa, Konrad Banaszek en Ian A. Walmsley. Fiber-assisted detectie met foton nummer resolutie. opt. Lett., 28 (23): 2387-2389, december 2003. 10.1364/OL.28.002387. URL http:///ol.osa.org/abstract.cfm?URI=ol-28-23-2387.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OL.28.002387
http: / / ol.osa.org/ abstract.cfm? URI = ol-28-23-2387

[88] Rajveer Nehra, Chun-Hung Chang, Qianhuan Yu, Andreas Beling en Olivier Pfister. Fotongetal-oplossende gesegmenteerde detectoren op basis van enkelvoudige foton lawine-fotodiodes. opt. Express, 28 (3): 3660–3675, februari 2020. 10.1364/OE.380416. URL http://www.opticsexpress.org/abstract.cfm?URI=oe-28-3-3660.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OE.380416
http: / / www.opticsexpress.org/ abstract.cfm? URI = oe-28-3-3660

[89] Kaikai Liu, Naijun Jin, Haotian Cheng, Nitesh Chauhan, Matthew W Puckett, Karl D Nelson, Ryan O Behunin, Peter T Rakich en Daniel J Blumenthal. Ultralage 0.034 db/m verlies op waferschaal geïntegreerde fotonica die 720 miljoen q en 380 $ mu$w drempelbrillouinlasing realiseert. Opticabrieven, 47 (7): 1855-1858, 2022. https://doi.org/10.1364/OL.454392.
https: / / doi.org/ 10.1364 / OL.454392

[90] J. Zang, Z. Yang, X. Xie, M. Ren, Y. Shen, Z. Carson, O. Pfister, A. Beling en JC Campbell. Uni-traveling-carrier fotodiode met hoge kwantumefficiëntie. IEEE Photonics Technology Letters, 29 (3): 302-305, februari 2017. 10.1109/LPT.2016.2647638.
https:///doi.org/10.1109/LPT.2016.2647638

[91] Young-Sik Ra, Adrien Dufour, Mattia Walschaers, Clément Jacquard, Thibault Michel, Claude Fabre en Nicolas Treps. Niet-gaussiaanse kwantumtoestanden van een multimode lichtveld. Natuurfysica, 16 (2): 144-147, 2020. https://doi.org/10.1038/s41567-019-0726-y.
https: / / doi.org/ 10.1038 / s41567-019-0726-y

[92] TC Ralph, A. Gilchrist, GJ Milburn, WJ Munro en S. Glancy. Quantumberekening met optische coherente toestanden. Fys. Rev. A, 68: 042319, oktober 2003. 10.1103/PhysRevA.68.042319. URL https://doi.org/10.1103/PhysRevA.68.042319.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.68.042319

[93] Jacob Hastrup en Ulrik Lund Andersen. Volledig optische cat-code kwantumfoutcorrectie. arXiv preprint arXiv:2108.12225, 2021. https://doi.org/10.48550/arXiv.2108.12225.
https://doi.org/10.48550/arXiv.2108.12225
arXiv: 2108.12225

Geciteerd door

Dit artikel is gepubliceerd in Quantum onder de Creative Commons Naamsvermelding 4.0 Internationaal (CC BY 4.0) licentie. Het auteursrecht blijft berusten bij de oorspronkelijke houders van auteursrechten, zoals de auteurs of hun instellingen.