1Khoa Vật lý Vật chất Ngưng tụ, Viện Khoa học Weizmann, Rehovot 76100, Israel
2Trường Kỹ thuật Phân tử Pritzker, Đại học Chicago, Chicago, Illinois 60637, Hoa Kỳ
Tìm bài báo này thú vị hay muốn thảo luận? Scite hoặc để lại nhận xét về SciRate.
Tóm tắt
Các qubit Bosonic được mã hóa trong các hệ thống biến đổi liên tục cung cấp một giải pháp thay thế đầy hứa hẹn cho các qubit hai cấp trong tính toán và truyền thông lượng tử. Cho đến nay, sự mất mát photon là nguyên nhân chính gây ra sai số trong các qubit boson, nhưng việc giảm đáng kể sự mất mát photon trong các thí nghiệm qubit boson gần đây cho thấy rằng cũng nên xem xét các sai số lệch pha. Tuy nhiên, vẫn còn thiếu sự hiểu biết chi tiết về kênh mất photon kết hợp và kênh lệch pha. Ở đây, chúng tôi chỉ ra rằng, không giống như các bộ phận cấu thành của nó, kênh giảm tổn thất kết hợp là không thể phân hủy, hướng tới cấu trúc phong phú hơn của kênh này. Chúng tôi cung cấp các giới hạn về dung lượng của kênh giảm tổn hao và sử dụng tối ưu hóa số để tìm mã chế độ đơn tối ưu cho nhiều tỷ lệ lỗi.
Hình ảnh nổi bật: Toàn cảnh các mã bosonic được tối ưu hóa bằng số cho các tốc độ mất photon khác nhau (trục ngang) và tốc độ lệch pha (trục tung). Các đồ thị là sự phân bố Wigner của các trạng thái hỗn hợp tối đa của mã.
Tóm tắt phổ biến
► Dữ liệu BibTeX
► Tài liệu tham khảo
[1] Peter W. Shor “Kế hoạch giảm sự mất kết hợp trong bộ nhớ máy tính lượng tử” Đánh giá vật lý A 52, R2493 (1995).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.52.R2493
[2] Mark M. Wilde “Lý thuyết thông tin lượng tử” Nhà xuất bản Đại học Cambridge (2013).
https: / / doi.org/ 10.1017 / CBO9781139525343
https://www.cambridge.org/core/books/quantum-information-theory/9DC2CA59F45636D4F0F30D971B677623
[3] Seth Lloyd “Công suất của kênh lượng tử ồn ào” Tạp chí Vật lý 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, S. M. Girvin, L. Jiang, Mazyar Mirrahimi, M. H. Devoret và R. J. Schoelkopf, “Kéo dài thời gian tồn tại của bit lượng tử với sửa lỗi trong mạch siêu dẫn” Nature 536, 441–445 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1038 / thiên nhiên18949
https: / â € phiên bản / â € www.nature.com / â € bài viết của chúng tôi
[5] Victor V. Albert, Kyungjoo Noh, Kasper Duivenvoorden, Dylan J. Young, R. T. Brierley, Philip Reinhold, Christophe Vuillot, Linshu Li, Chao Shen, S. M. Girvin, Barbara M. Terhal và Liang Jiang, “Hiệu suất và cấu trúc của single- chế độ mã bosonic” Đánh giá vật lý A 97, 032346 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032346
[6] Kyungjoo Nohand Christopher Chamberland “Sửa lỗi lượng tử boson chịu lỗi bằng mã Gottesman-Kitaev-Preskill bề mặt” Đánh giá vật lý A 101, 012316 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.101.012316
[7] Luận án “Tính toán lượng tử và truyền thông trong hệ thống Bosonic” của Kyungjoo Noh (2020).
[8] Daniel Gottesman, Alexei Kitaev và John Preskill, “Mã hóa qubit trong bộ dao động” Đánh giá vật lý A 64, 012310 (2001).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.64.012310
[9] P. Campagne-Ibarcq, A. Eickbusch, S. Touzard, E. Zalys-Geller, N. E. Frattini, V. V. Sivak, P. Reinhold, S. Puri, S. Shankar, R. J. Schoelkopf, L. Frunzio, M. Mirrahimi, và M. H. Devoret, “Sửa lỗi lượng tử của qubit được mã hóa ở trạng thái lưới của bộ dao động” 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 và A. Grassellino, “Bộ cộng hưởng siêu dẫn ba chiều ở T <20mK với thời gian sống của Photon lên tới $tau $=2 s'' Đánh giá vật lý được áp dụng ngày 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 và Robert J. Schoelkopf, “Bộ nhớ lượng tử có độ kết hợp mili giây trong mạch QED” Đánh giá vật lý B 94, 014506 (2016).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.94.014506
[12] S. Rosenblum, P. Reinhold, M. Mirrahimi, Liang Jiang, L. Frunzio và R. J. Schoelkopf, “Phát hiện lỗi lượng tử có khả năng chịu lỗi” Khoa học 361, 266–270 (2018).
https:///doi.org/10.1126/science.aat3996
http:///science.sciencemag.org/
[13] A. P. Sears, A. Petrenko, G. Catelani, L. Sun, Hanhee Paik, G. Kirchmair, L. Frunzio, L. I. Glazman, S. M. Girvin và R. J. Schoelkopf, “Nhiễu photon bắn giảm pha trong giới hạn phân tán mạnh của mạch QED ” Đánh giá vật lý B 86, 180504 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevB.86.180504
[14] Arne L. Grimsmo, Joshua Combes và Ben Q. Baragiola, “Tính toán lượng tử với các mã Bosonic đối xứng quay” Đánh giá vật lý X 10, 011058 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.011058
[15] Yingkai Ouyangand Earl T. Campbell “Sự đánh đổi giữa khả năng phục hồi số lượng và chuyển pha trong mã lượng tử Bosonic” Giao dịch IEEE về lý thuyết thông tin 67, 6644–6652 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2021.3102873
[16] Felix Leditzky, Debbie Leung và Graeme Smith, “Kênh Dephrasure và tính siêu cộng của thông tin mạch lạc” Thư đánh giá vật lý 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 “Sửa lỗi lượng tử thông qua tối ưu hóa lồi” Xử lý thông tin lượng tử 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 và Liang Jiang, “Giới hạn công suất lượng tử của các kênh tổn thất nhiệt Gaussian và mức giá có thể đạt được với mã Gottesman-Kitaev-Preskill” Giao dịch IEEE về lý thuyết thông tin 65, 2563–2582 (2019).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2018.2873764
[19] Marios H. Michael, Matti Silveri, R. T. Brierley, Victor V. Albert, Juha Salmilehto, Liang Jiang và S. M. Girvin, “Lớp mã sửa lỗi lượng tử mới cho chế độ bosonic” Đánh giá vật lý 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 và Michel H. Devoret, “Qubit mèo được bảo vệ động: Một mô hình mới cho tính toán lượng tử phổ quát” Tạp chí Vật lý mới 16, 045014 (2014).
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/4/045014
[21] Amir Arqand, Laleh Memarzadeh và Stefano Mancini, “Công suất lượng tử của kênh lệch pha boson” Đánh giá vật lý A 102, 42413 (2020).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.102.042413
[22] Andreas Winter “Định mức kim cương hạn chế về năng lượng với các ứng dụng cho tính liên tục thống nhất của dung lượng kênh biến thiên liên tục” arXiv:1712.10267 [quant-ph] (2017).
https: / / doi.org/ 10.48550 / arXiv.1712.10267
[23] Michael M. Wolf, David Pérez-García, và Geza Giedke, “Công suất lượng tử của các kênh bosonic” Thư đánh giá vật lý 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, và Seth Lloyd, “Thông tin lượng tử Gaussian” Đánh giá về Vật lý hiện đại 84, 621–669 (2012).
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.621
[25] Mark M. Wildeand Haoyu Qi “Năng lực lượng tử và riêng tư bị hạn chế về năng lượng của các kênh lượng tử” Giao dịch của IEEE về Lý thuyết Thông tin 64, 7802–7827 (2018).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2018.2854766
[26] Ludovico Lamiand Mark M. Wilde “Giải pháp chính xác cho năng lực lượng tử và riêng tư của các kênh khử pha boson” 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 “Tính tích cực và tính không cộng gộp của năng lực lượng tử sử dụng các kênh xóa tổng quát” Giao dịch IEEE về Lý thuyết Thông tin 67, 4533–4545 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1109 / TIT.2021.3080819
[28] Atharv Joshi, Kyungjoo Noh và Yvonne Y Gao, “Xử lý thông tin lượng tử với qubit bosonic trong mạch QED” Khoa học và Công nghệ Lượng tử 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 và Vincenzo Savona, “Sửa lỗi lượng tử bằng cách sử dụng trạng thái mèo Schrödinger bị nén” arXiv:2201.02570 [quant-ph] (2022).
https: / / doi.org/ 10.48550 / arXiv.2201.02570
https:///arxiv.org/abs/2201.02570v1
[30] A. Grimm, N. E. Frattini, S. Puri, S. O. Mundhada, S. Touzard, M. Mirrahimi, S. M. Girvin, S. Shankar và M. H. Devoret, “Ổn định và vận hành qubit Kerr-cat” 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, W. C. 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 và Z. Leghtas, “Thời gian lật bit một trăm giây trong bộ dao động tiêu tán hai photon” 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 và Zaki Leghtas, “Sự triệt tiêu theo cấp số nhân của các lần lật bit trong một qubit được mã hóa trong một bộ dao động” Vật lý Tự nhiên 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 và Liang Jiang, “Mã lượng tử boson được thiết kế theo pha” Đánh giá vật lý A 103, 062427 (2021).
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.103.062427
[34] Igor Devetakand Andreas Winter “Chưng cất khóa bí mật và vướng víu từ các trạng thái lượng tử” Kỷ yếu của Hiệp hội Hoàng gia A: Khoa học Toán học, Vật lý và Kỹ thuật 461, 207–235 (2003).
https: / / doi.org/ 10.1098 / rspa.2004.1372
[35] Johannes Bauschand Felix Leditzky “Mã lượng tử từ mạng lưới thần kinh” Tạp chí Vật lý mới 22, 023005 (2018).
https:///doi.org/10.1088/1367-2630/ab6cdd
Trích dẫn
[1] Ludovico Lami và Mark M. Wilde, “Giải pháp chính xác cho năng lực lượng tử và riêng tư của các kênh khử pha boson”, arXiv: 2205.05736.
Các trích dẫn trên là từ SAO / NASA ADS (cập nhật lần cuối thành công 2022 / 09-29 12:24:49). Danh sách có thể không đầy đủ vì không phải tất cả các nhà xuất bản đều cung cấp dữ liệu trích dẫn phù hợp và đầy đủ.
Không thể tìm nạp Crossref trích dẫn bởi dữ liệu trong lần thử cuối cùng 2022 / 09-29 12:24:47: Không thể tìm nạp dữ liệu được trích dẫn cho 10.22331 / q-2022 / 09-29-821 từ Crossref. Điều này là bình thường nếu DOI đã được đăng ký gần đây.
Bài viết này được xuất bản trong Lượng tử dưới Creative Commons Ghi công 4.0 Quốc tế (CC BY 4.0) giấy phép. Bản quyền vẫn thuộc về chủ sở hữu bản quyền gốc như các tác giả hoặc tổ chức của họ.
