1Yoğun Madde Fiziği Bölümü, Weizmann Bilim Enstitüsü, Rehovot 76100, İsrail
2Pritzker Moleküler Mühendislik Okulu, Chicago Üniversitesi, Chicago, Illinois 60637, ABD
Bu makaleyi ilginç mi buldunuz yoksa tartışmak mı istiyorsunuz? SciRate'e çığlık at veya yorum bırak.
Özet
Sürekli değişken sistemlerde kodlanan bozonik kübitler, kuantum hesaplama ve iletişim için iki seviyeli kübitlere umut verici bir alternatif sunar. Şimdiye kadar, foton kaybı, bosonik kübitlerdeki hataların baskın kaynağı olmuştur, ancak son bozonik kübit deneylerinde foton kaybındaki önemli azalma, defaz hatalarının da dikkate alınması gerektiğini göstermektedir. Bununla birlikte, kombine foton kaybı ve azalan kanal hakkında ayrıntılı bir anlayış eksiktir. Burada, bileşen parçalarından farklı olarak, birleşik kayıp-azaltma kanalının bozunmaz olduğunu ve bu kanalın daha zengin bir yapısına işaret ettiğini gösteriyoruz. Kayıp azaltma kanalının kapasitesi için sınırlar sağlıyoruz ve çok çeşitli hata oranları için en uygun tek modlu kodları bulmak için sayısal optimizasyon kullanıyoruz.
Öne çıkan görsel: Çeşitli foton kayıp oranları (yatay eksen) ve faz azaltma oranları (dikey eksen) için sayısal olarak optimize edilmiş bosonik kodların manzarası. Grafikler, kodun maksimum karışık durumlarının Wigner dağılımlarıdır.
Popüler özet
► BibTeX verileri
► Referanslar
[1] Peter W. Shor "Kuantum bilgisayar belleğinde eşevresizliği azaltmak için şema" Physical Review A 52, R2493 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.52.R2493
[2] Mark M. Wilde “Kuantum bilgi teorisi” Cambridge University Press (2013).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9781139525343
https://www.cambridge.org/core/books/quantum-information-theory/9DC2CA59F45636D4F0F30D971B677623
[3] Seth Lloyd "Gürültülü kuantum kanalının kapasitesi" 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 ve RJ Schoelkopf, “Bir kuantum bitinin ömrünü uzatmak süper iletken devrelerde hata düzeltme” Nature 536, 441–445 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / nature18949
https: / / www.nature.com/ makaleler / 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 ve Liang Jiang, "Performance and structure of single- mod bozonik kodları” Physical Review A 97, 032346 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032346
[6] Kyungjoo Nohand Christopher Chamberland "Yüzey-Gottesman-Kitaev-Preskill kodu ile hataya dayanıklı bozonik kuantum hata düzeltmesi" Physical Review A 101, 012316 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012316
[7] Kyungjoo Noh “Bosonik Sistemlerde Kuantum Hesaplama ve İletişim” tezi (2020).
[8] Daniel Gottesman, Alexei Kitaev ve John Preskill, "Osilatörde bir kübiti kodlamak" 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 ve MH Devoret, "Bir osilatörün ızgara durumlarında kodlanmış bir kübitin kuantum hatası düzeltmesi" 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 ve A. Grassellino, “T <20mK'de Üç Boyutlu Süper İletken Rezonatörler ile Foton Ömürleri $tau'ya Kadar $=2 s'' Fiziksel İnceleme Uygulandı 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 ve Robert J. Schoelkopf, "QED devresinde milisaniye uyumlu kuantum bellek" Physical Review B 94, 014506 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.94.014506
[12] S. Rosenblum, P. Reinhold, M. Mirrahimi, Liang Jiang, L. Frunzio ve RJ Schoelkopf, "Fault-tolerant Detection of a Quantum Error" 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 ve RJ Schoelkopf, “QED devresinin güçlü dağılma sınırında foton atış gürültüsü dephasing ” Fiziksel İnceleme B 86, 180504 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.86.180504
[14] Arne L. Grimsmo, Joshua Combes ve 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 Ouyang ve Earl T. Campbell "Bosonik Kuantum Kodlarında Sayı ve Faz Kayması Esnekliği Üzerindeki Takaslar" Bilgi Teorisi Üzerine IEEE İşlemleri 67, 6644–6652 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2021.3102873
[16] Felix Leditzky, Debbie Leung ve Graeme Smith, "Dephrasure Channel and Superadditivity of Coherent Information" Physical Review Letters 121, 160501 (2018).
https:///doi.org/10.1103/PHYSREVLETT.121.160501
https: / / journals.aps.org/ prl / soyut / 10.1103 / PhysRevLett.121.160501
[17] Robert L. Kosut ve Daniel A. Lidar "Dışbükey optimizasyon yoluyla kuantum hata düzeltmesi" Quantum Information Processing 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 ve Liang Jiang, "Gauss Termal Kaybı Kanallarının Kuantum Kapasitesi Sınırları ve Gottesman-Kitaev-Preskill Kodları ile Elde Edilebilir Oranlar" Bilgi Teorisi Üzerine IEEE İşlemleri 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 ve SM Girvin, "Bir bozonik mod için yeni kuantum hata düzeltme kodları sınıfı" 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 ve Michel H. Devoret, "Dynamically Protected Cat-qubits: A New Paradigma for Universal Quantum Computation" New Journal of Physics 16, 045014 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/4/045014
[21] Amir Arqand, Laleh Memarzadeh ve Stefano Mancini, "Quantum kapasite of a bosonic dephasing channel" Physical Review A 102, 42413 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.042413
[22] Andreas Winter "Sürekli değişken kanal kapasitelerinin tek tip sürekliliğine yönelik uygulamalarla enerji kısıtlamalı elmas normu" arXiv:1712.10267 [quant-ph] (2017).
https://doi.org/10.48550/arXiv.1712.10267
[23] Michael M. Wolf, David Pérez-García ve Geza Giedke, "Bosonik kanalların kuantum kapasiteleri" Physical Review Letters 98, 130501 (2007).
https:///doi.org/10.1103/PHYSREVLETT.98.130501
https: / / journals.aps.org/ prl / soyut / 10.1103 / PhysRevLett.98.130501
[24] Christian Weedbrook, Stefano Pirandola, Raúl García-Patrón, Nicolas J. Cerf, Timothy C. Ralph, Jeffrey H. Shapiro ve Seth Lloyd, "Gaussian quantum information" Review of Modern Physics 84, 621–669 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.621
[25] Mark M. Wilde ve Haoyu Qi "Kuantum kanallarının enerji kısıtlamalı özel ve kuantum kapasiteleri" IEEE Transactions on Information Theory 64, 7802–7827 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2018.2854766
[26] Ludovico Lamiand Mark M. Wilde "Bosonik faz azaltma kanallarının kuantum ve özel kapasiteleri için kesin çözüm" 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 "Genelleştirilmiş silme kanallarını kullanan kuantum kapasitelerinin pozitifliği ve toplamsal olmaması" IEEE Transactions on Information Theory 67, 4533–4545 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2021.3080819
[28] Atharv Joshi, Kyungjoo Noh ve Yvonne Y Gao, "QED devresinde bosonic qubits ile kuantum bilgi işleme" Quantum Science and Technology 6, 033001 (2021).
https:///doi.org/10.1088/2058-9565/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 ve Vincenzo Savona, "Sıkıştırılmış Schrödinger kedi durumları kullanılarak kuantum hata düzeltmesi" 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 ve MH Devoret, "Stabilization and operasyon of a 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 ve Z. Leghtas, "İki fotonlu enerji tüketen osilatörde yüz saniyelik bit çevirme süresi" arXiv :2204.09128 [kuant-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 ve Zaki Leghtas, "Bir osilatörde kodlanmış bir kübitte bit çevirmelerinin üstel olarak bastırılması" Nature Physics 16, 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 ve Liang Jiang, "Phase-engineered bozonik kuantum kodları" Physical Review A 103, 062427 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.062427
[34] Igor Devetakand Andreas Winter "Gizli anahtarın damıtılması ve kuantum hallerinden dolaşıklık" Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences 461, 207–235 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2004.1372
[35] Johannes Bauschand Felix Leditzky "Nöral Ağlardan Kuantum Kodları" New Journal of Physics 22, 023005 (2018).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ab6cdd
Alıntılama
[1] Ludovico Lami ve Mark M. Wilde, "Bosonic dephasing channel'ın kuantum ve özel kapasiteleri için kesin çözüm", arXiv: 2205.05736.
Yukarıdaki alıntılar SAO / NASA REKLAMLARI (son başarıyla 2022-09-29 12:24:49) güncellendi. Tüm yayıncılar uygun ve eksiksiz alıntı verisi sağlamadığından liste eksik olabilir.
Getirilemedi Alıntılanan veriler son girişim sırasında 2022-09-29 12:24:47: Crossref'ten 10.22331 / q-2022-09-29-821 için belirtilen veriler getirilemedi. DOI yakın zamanda kaydedildiyse bu normaldir.
Bu Makale, Quantum'da Creative Commons Atıf 4.0 Uluslararası (CC BY 4.0) lisans. Telif hakkı, yazarlar veya kurumları gibi orijinal telif hakkı sahiplerine aittir.
