Arquiteturas modulares para gerar estados grafos de forma determinista

Arquiteturas modulares para gerar estados grafos de forma determinista

Carimbo de hora: 2 de março de 2023 11h52

Hassan Shapourian1 e Alireza Shabani2

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

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Sumário

Os estados do gráfico são uma família de estados estabilizadores que podem ser adaptados para várias aplicações em computação quântica fotônica e comunicação quântica. Neste artigo, apresentamos um projeto modular baseado em emissores de pontos quânticos acoplados a um guia de onda e linhas de atraso de fibra óptica para gerar de forma determinista estados de cluster N-dimensionais e outros estados de gráfico úteis, como estados de árvore e estados de repetição. Ao contrário das propostas anteriores, nosso projeto não requer portas de dois qubits em pontos quânticos e no máximo um comutador óptico, minimizando assim os desafios geralmente impostos por esses requisitos. Além disso, discutimos o modelo de erro para nosso projeto e demonstramos uma memória quântica tolerante a falhas com um limite de erro de 0.53% no caso de um estado de gráfico 3D em uma rede Raussendorf-Harrington-Goyal (RHG). Também fornecemos um limite superior fundamental para a perda corrigível no estado RHG tolerante a falhas com base na teoria da percolação, que é de 1.24 dB ou 0.24 dB, dependendo se o estado é gerado diretamente ou obtido de um estado de cluster cúbico simples, respectivamente.

Arquiteturas modulares para gerar deterministicamente estados gráficos PlatoBlockchain Data Intelligence. Pesquisa vertical. Ai.

Imagem em destaque: Uma imagem esquemática de nossa arquitetura modular para gerar estados gráficos de qubits fotônicos. Consiste em duas partes: Um componente ativo, um emissor quântico (Q) que envia fótons para o segundo componente (passivo), compreendendo um circulador óptico conectado a um bloco de espalhamento (que atua como um portão CZ) terminado por uma linha de atraso Loop de feedback. Alguns estados do gráfico de saída de amostra são mostrados na saída.

Resumo popular

Os fótons, partículas quânticas elementares de luz, são um dos candidatos promissores para qubits no processamento de informações quânticas. Eles podem ser aproveitados para computadores quânticos escaláveis ​​rápidos e são o meio de escolha para redes quânticas. Ao contrário dos qubits baseados em matéria, que são estacionários e persistentes, os qubits fotônicos voam (na velocidade da luz) e são consumíveis (são destruídos após a medição por meio de um detector de fótons). Essas diferenças fundamentais levaram ao desenvolvimento de métodos de processamento distintos adaptados para computação quântica óptica e redes, onde os estados de recursos de qubits fotônicos emaranhados são preparados e várias tarefas são realizadas medindo os qubits. Gerar tais estados de recursos, no entanto, é bastante desafiador. Neste artigo, propomos uma arquitetura mínima com alguns dispositivos, um emissor quântico e um bloco de espalhamento (baseado em pontos quânticos ou defeitos) juntamente com um loop de realimentação de linha de atraso e analisamos seu desempenho na geração de alguns dos mais comuns estados de recursos.
Nossa arquitetura é modular, ou seja, o empilhamento dos blocos de espalhamento leva a dispositivos capazes de gerar estados mais sofisticados (por exemplo, estados de grafos de maior dimensão).

► dados BibTeX

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[74] Serge Galam e Alain Mauger. “Fórmulas universais para limiares de percolação”. Física Rev. E 53, 2177–2181 (1996).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevE.53.2177

Citado por

[1] Daoheng Niu, Yuxuan Zhang, Alireza Shabani e Hassan Shapourian, “Repetidores quânticos unidirecionais totalmente fotônicos”, arXiv: 2210.10071, (2022).

[2] Yuan Zhan, Paul Hilaire, Edwin Barnes, Sophia E. Economou e Shuo Sun, “Análise de desempenho de repetidores quânticos habilitados por estados de gráficos fotônicos gerados de forma determinista”, arXiv: 2209.11430, (2022).

As citações acima são de SAO / NASA ADS (última atualização com êxito 2023-03-02 16:55:13). A lista pode estar incompleta, pois nem todos os editores fornecem dados de citação adequados e completos.

Não foi possível buscar Dados citados por referência cruzada durante a última tentativa 2023-03-02 16:55:11: Não foi possível buscar os dados citados por 10.22331 / q-2023-03-02-935 do Crossref. Isso é normal se o DOI foi registrado recentemente.

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