1ภาควิชาฟิสิกส์สสารควบแน่น Weizmann Institute of Science, Rehovot 76100, Israel
2Pritzker School of Molecular Engineering, มหาวิทยาลัยชิคาโก, ชิคาโก, อิลลินอยส์ 60637, สหรัฐอเมริกา
พบบทความนี้ที่น่าสนใจหรือต้องการหารือ? Scite หรือแสดงความคิดเห็นใน SciRate.
นามธรรม
Bosonic qubits ที่เข้ารหัสในระบบตัวแปรต่อเนื่องเป็นทางเลือกที่มีแนวโน้มสำหรับ qubits สองระดับสำหรับการคำนวณควอนตัมและการสื่อสาร จนถึงตอนนี้ การสูญเสียโฟตอนเป็นสาเหตุของข้อผิดพลาดที่สำคัญใน bosonic qubits แต่การลดลงอย่างมีนัยสำคัญของการสูญเสียโฟตอนในการทดลอง bosonic qubit ล่าสุดแสดงให้เห็นว่าควรพิจารณาข้อผิดพลาดในการลดขั้นตอนด้วย อย่างไรก็ตาม ยังขาดความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับการสูญเสียโฟตอนและการแยกช่องสัญญาณ ในที่นี้ เราแสดงให้เห็นว่าไม่เหมือนกับชิ้นส่วนที่เป็นส่วนประกอบของมัน ช่องสัญญาณการสูญเสียที่รวมกันไม่สามารถย่อยสลายได้ ซึ่งชี้ไปที่โครงสร้างที่สมบูรณ์ยิ่งขึ้นของช่องนี้ เราจัดเตรียมขอบเขตสำหรับความจุของช่องทางลดการสูญเสียและใช้การเพิ่มประสิทธิภาพเชิงตัวเลขเพื่อค้นหารหัสโหมดเดียวที่เหมาะสมที่สุดสำหรับอัตราข้อผิดพลาดที่หลากหลาย
ภาพเด่น: ภูมิทัศน์ของรหัสโบโซนิกที่ปรับให้เหมาะสมเชิงตัวเลขสำหรับอัตราการสูญเสียโฟตอนต่างๆ (แกนนอน) และอัตราการดีเฟส (แกนแนวตั้ง) แปลงเป็นการกระจาย Wigner ของสถานะผสมสูงสุดของรหัส
สรุปยอดนิยม
► ข้อมูล BibTeX
► ข้อมูลอ้างอิง
[1] Peter W. Shor "แผนงานเพื่อลดการถอดรหัสในหน่วยความจำคอมพิวเตอร์ควอนตัม" Physical Review A 52, R2493 (1995)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.52.R2493
[2] Mark M. Wilde "ทฤษฎีข้อมูลควอนตัม" สำนักพิมพ์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ (2013)
https://doi.org/10.1017/CBO9781139525343
https://www.cambridge.org/core/books/quantum-information-theory/9DC2CA59F45636D4F0F30D971B677623
[3] Seth Lloyd "ความจุของช่องควอนตัมที่มีเสียงดัง" Physical Review A 55, 1613 (1997)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.55.1613
[4] Nissim Ofek, Andrei Petrenko, Reinier Heeres, Philip Reinhold, Zaki Leghtas, Brian Vlastakis, Yehan Liu, Luigi Frunzio, SM Girvin, L. Jiang, Mazyar Mirrahimi, MH Devoret และ RJ Schoelkopf “การยืดอายุของควอนตัมบิตด้วย การแก้ไขข้อผิดพลาดในวงจรตัวนำยิ่งยวด” Nature 536, 441–445 (2016)
https://doi.org/10.1038/nature18949
https://www.nature.com/articles/nature18949
[5] Victor V. Albert, Kyungjoo Noh, Kasper Duivenvoorden, Dylan J. Young, RT Brierley, Philip Reinhold, Christophe Vuillot, Linshu Li, Chao Shen, SM Girvin, Barbara M. Terhal และ Liang Jiang “ประสิทธิภาพและโครงสร้างของซิงเกิ้ล- รหัสโหมด bosonic” การตรวจสอบทางกายภาพ A 97, 032346 (2018)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.97.032346
[6] Kyungjoo Nohand Christopher Chamberland “การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัม bosonic ที่ทนต่อข้อผิดพลาดด้วยรหัสพื้นผิว Gottesman-Kitaev-Preskill” Physical Review A 101, 012316 (2020)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.101.012316
[7] วิทยานิพนธ์ Kyungjoo Noh “การคำนวณเชิงควอนตัมและการสื่อสารในระบบ Bosonic” (2020)
[8] Daniel Gottesman, Alexei Kitaev และ John Preskill, “การเข้ารหัส qubit ในออสซิลเลเตอร์” Physical Review A 64, 012310 (2001)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.64.012310
[9] 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 และ MH Devoret, “การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมของ qubit ที่เข้ารหัสในสถานะกริดของออสซิลเลเตอร์” Nature 584, 368–372 (2020)
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2603-3
[10] A. Romanenko, R. Pilipenko, S. Zorzetti, D. Frolov, M. Awida, S. Belomestnykh, S. Posen, and A. Grassellino, “Three-Dimensional Superconducting Resonators at T <20mK with Photon Lifetimes up to $tau $=2 s'' Physical Review ใช้แล้ว 13, 34032 (2020)
https://doi.org/10.1103/PhysRevApplied.13.034032
[11] Matthew Reagor, Wolfgang Pfaff, Christopher Axline, Reinier W. Heeres, Nissim Ofek, Katrina Sliwa, Eric Holland, Chen Wang, Jacob Blumoff, Kevin Chou, Michael J. Hatridge, Luigi Frunzio, Michel H. Devoret, Liang Jiang และ Robert J. Schoelkopf, "หน่วยความจำควอนตัมที่มีการเชื่อมโยงกันเป็นมิลลิวินาทีในวงจร QED" การทบทวนทางกายภาพ B 94, 014506 (2016)
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.94.014506
[12] S. Rosenblum, P. Reinhold, M. Mirrahimi, Liang Jiang, L. Frunzio และ RJ Schoelkopf, “การตรวจจับข้อผิดพลาดควอนตัมที่ทนต่อความผิดพลาด” Science 361, 266–270 (2018)
https://doi.org/10.1126/science.aat3996
http://science.sciencemag.org/
[13] AP Sears, A. Petrenko, G. Catelani, L. Sun, Hanhee Paik, G. Kirchmair, L. Frunzio, LI Glazman, SM Girvin และ RJ Schoelkopf “โฟตอนยิงเสียงรบกวนในขอบเขตการกระจายตัวที่รุนแรงของวงจร QED ” การทบทวนทางกายภาพ B 86, 180504 (2012).
https://doi.org/10.1103/PhysRevB.86.180504
[14] Arne L. Grimsmo, Joshua Combes และ Ben Q. Baragiola “Quantum Computing with Rotation-Symmetric Bosonic Codes” Physical Review X 10, 011058 (2020)
https://doi.org/10.1103/PhysRevX.10.011058
[15] Yingkai Ouyangand Earl T. Campbell "การแลกเปลี่ยนกับจำนวนและความยืดหยุ่นในการเปลี่ยนเฟสในรหัสควอนตัม Bosonic" ธุรกรรม IEEE เกี่ยวกับทฤษฎีข้อมูล 67, 6644–6652 (2021)
https://doi.org/10.1109/TIT.2021.3102873
[16] Felix Leditzky, Debbie Leung และ Graeme Smith, “Dephrasure Channel and Superadditivity of Coherent Information” จดหมายทบทวนทางกายภาพ 121, 160501 (2018)
https://doi.org/10.1103/PHYSREVLETT.121.160501
https:///journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.121.160501
[17] Robert L. Kosutand Daniel A. Lidar “การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมผ่านการเพิ่มประสิทธิภาพนูน” การประมวลผลข้อมูลควอนตัม 8, 443–459 (2009)
https://doi.org/10.1007/S11128-009-0120-2
https://link.springer.com/article/10.1007/s11128-009-0120-2
[18] Kyungjoo Noh, Victor V. Albert และ Liang Jiang, “Quantum Capacity Bounds of Gaussian Thermal Loss Channels and Achievable Rates with Gottesman-Kitaev-Preskill Codes” ธุรกรรม IEEE บนทฤษฎีข้อมูล 65, 2563-2582 (2019)
https://doi.org/10.1109/TIT.2018.2873764
[19] Marios H. Michael, Matti Silveri, RT Brierley, Victor V. Albert, Juha Salmilehto, Liang Jiang และ SM Girvin “รหัสแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมคลาสใหม่สำหรับโหมด bosonic” Physical Review X 6, 031006 (2016)
https://doi.org/10.1103/PhysRevX.6.031006
[20] Mazyar Mirrahimi, Zaki Leghtas, Victor V. Albert, Steven Touzard, Robert J. Schoelkopf, Liang Jiang และ Michel H. Devoret, “ไดนามิกป้องกัน cat-qubits: กระบวนทัศน์ใหม่สำหรับการคำนวณควอนตัมสากล” New Journal of Physics 16, 045014 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/4/045014
[21] Amir Arqand, Laleh Memarzadeh และ Stefano Mancini, “ความจุควอนตัมของ bosonic dephasing channel” Physical Review A 102, 42413 (2020)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.102.042413
[22] Andreas Winter “บรรทัดฐานเพชรที่มีข้อจำกัดด้านพลังงานพร้อมการใช้งานเพื่อความต่อเนื่องที่สม่ำเสมอของความจุช่องสัญญาณตัวแปรต่อเนื่อง” arXiv:1712.10267 [quant-ph] (2017)
https://doi.org/10.48550/arXiv.1712.10267
[23] Michael M. Wolf, David Pérez-García และ Geza Giedke, “Quantum capacities of bosonic channels” Physical Review Letters 98, 130501 (2007)
https://doi.org/10.1103/PHYSREVLETT.98.130501
https:///journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.98.130501
[24] Christian Weedbrook, Stefano Pirandola, Raúl García-Patrón, Nicolas J. Cerf, Timothy C. Ralph, Jeffrey H. Shapiro และ Seth Lloyd, “Gaussian quantum information” Reviews of Modern Physics 84, 621–669 (2012)
https://doi.org/10.1103/RevModPhys.84.621
[25] Mark M. Wildeand Haoyu Qi “ความจุส่วนตัวและควอนตัมที่มีข้อจำกัดด้านพลังงานของช่องควอนตัม” ธุรกรรม IEEE บนทฤษฎีข้อมูล 64, 7802–7827 (2018)
https://doi.org/10.1109/TIT.2018.2854766
[26] Ludovico Lamiand Mark M. Wilde "โซลูชันที่แน่นอนสำหรับความจุควอนตัมและส่วนตัวของช่อง dephasing bosonic" arXiv:2205.05736 [quant-ph] (2022)
https://doi.org/10.48550/arxiv.2205.05736
https://arxiv.org/abs/2205.05736v1
[27] Vikesh Siddhuand Robert B. Griffiths "Positivity and nonadditivity of quantum capacities using generalized erasure channel" ธุรกรรม IEEE บนทฤษฎีข้อมูล 67, 4533–4545 (2021)
https://doi.org/10.1109/TIT.2021.3080819
[28] Atharv Joshi, Kyungjoo Noh และ Yvonne Y Gao “การประมวลผลข้อมูลควอนตัมด้วย bosonic qubits ในวงจร QED” Quantum Science and Technology 6, 033001 (2021)
https://doi.org/10.10882058-9565/ABE989
https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2058-9565/abe989%20https://iopscience.iop.org/article/10.1088/2058-9565/abe989/meta
[29] David S. Schlegel, Fabrizio Minganti และ Vincenzo Savona “การแก้ไขข้อผิดพลาดควอนตัมโดยใช้สถานะแมวชโรดิงเงอร์ที่บีบ” arXiv:2201.02570 [quant-ph] (2022)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2201.02570
https://arxiv.org/abs/2201.02570v1
[30] A. Grimm, NE Frattini, S. Puri, SO Mundhada, S. Touzard, M. Mirrahimi, SM Girvin, S. Shankar และ MH Devoret, “การรักษาเสถียรภาพและการทำงานของ Kerr-cat qubit” Nature 584, 205–209 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2587-z
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2587-z
[31] C. Berdou, A. Murani, U. Reglade, WC Smith, M. Villiers, J. Palomo, M. Rosticher, A. Denis, P. Morfin, M. Delbecq, T. Kontos, N. Pankratova, F. Rautschke , T. Peronnin, L. -A. Sellem, P. Rouchon, A. Sarlette, M. Mirrahimi, P. Campagne-Ibarcq, S. Jezouin, R. Lescanne และ Z. Leghtas, “เวลาพลิกบิตหนึ่งร้อยวินาทีในออสซิลเลเตอร์แบบกระจายสองโฟตอน” arXiv :2204.09128 [quant-ph] (2022).
https://doi.org/10.48550/arxiv.2204.09128
https://arxiv.org/abs/2204.09128v1
[32] Raphaël Lescanne, Marius Villiers, Théau Peronnin, Alain Sarlette, Matthieu Delbecq, Benjamin Huard, Takis Kontos, Mazyar Mirrahimi และ Zaki Leghtas, “การปราบปรามแบบเอกซ์โพเนนเชียลของ bit-flips ใน qubit ที่เข้ารหัสใน oscillator” 16 ฟิสิกส์ธรรมชาติ–509 513 (2020).
https://doi.org/10.1038/s41567-020-0824-x
[33] Linshu Li, Dylan J. Young, Victor V. Albert, Kyungjoo Noh, Chang Ling Zou และ Liang Jiang “Phase-engineered bosonic quantum codes” Physical Review A 103, 062427 (2021)
https://doi.org/10.1103/PhysRevA.103.062427
[34] Igor Devetakand Andreas Winter "การกลั่นกุญแจลับและพัวพันจากรัฐควอนตัม" การดำเนินการของ Royal Society A: คณิตศาสตร์, วิทยาศาสตร์กายภาพและวิศวกรรม 461, 207–235 (2003)
https://doi.org/10.1098/rspa.2004.1372
[35] Johannes Bauschand Felix Leditzky "รหัสควอนตัมจากโครงข่ายประสาทเทียม" วารสารฟิสิกส์ใหม่ 22, 023005 (2018)
https://doi.org/10.1088/1367-2630/ab6cdd
อ้างโดย
[1] Ludovico Lami และ Mark M. Wilde, “โซลูชันที่แน่นอนสำหรับความจุควอนตัมและส่วนตัวของช่อง dephasing bosonic”, arXiv: 2205.05736.
การอ้างอิงข้างต้นมาจาก are อบต./นาซ่าโฆษณา (ปรับปรุงล่าสุดสำเร็จ 2022-09-29 12:24:49 น.) รายการอาจไม่สมบูรณ์เนื่องจากผู้จัดพิมพ์บางรายไม่ได้ให้ข้อมูลอ้างอิงที่เหมาะสมและครบถ้วน
ไม่สามารถดึงข้อมูล Crossref อ้างโดย data ระหว่างความพยายามครั้งล่าสุด 2022-09-29 12:24:47 น.: ไม่สามารถดึงข้อมูลที่อ้างถึงสำหรับ 10.22331/q-2022-09-29-821 จาก Crossref นี่เป็นเรื่องปกติหาก DOI ได้รับการจดทะเบียนเมื่อเร็วๆ นี้
บทความนี้เผยแพร่ใน Quantum ภายใต้ the ครีเอทีฟคอมมอนส์แบบแสดงที่มา 4.0 สากล (CC BY 4.0) ใบอนุญาต ลิขสิทธิ์ยังคงอยู่กับผู้ถือลิขสิทธิ์ดั้งเดิม เช่น ผู้เขียนหรือสถาบันของพวกเขา
