The $2T$-qutrit, A Two-mode Bosonic Qutrit

Taasavaldanud Platon

järgijaid: 0

Inria Paris, Prantsusmaa

Kas see artikkel on huvitav või soovite arutada? Scite või jätke SciRate'i kommentaar.

Abstraktne

Kvantarvutid manipuleerivad sageli kahetasandilistes kvantsüsteemides kodeeritud füüsilisi kubite. Bosoonilise kubiti koodid erinevad sellest ideest, kodeerides teavet lõpmatu mõõtmega Focki ruumi hästi valitud alamruumi. See suurem füüsiline ruum pakub loomulikku kaitset eksperimentaalsete puuduste eest ja võimaldab bosonilistel koodidel mööda hiilida no-go tulemustest, mis kehtivad olekute puhul, mida piirab kahemõõtmeline Hilberti ruum. Bosoniline kubit määratletakse tavaliselt ühes bosonilises režiimis, kuid on mõistlik otsida mitmerežiimilisi versioone, mis võiksid näidata paremat jõudlust.
Selles töös, tuginedes tähelepanekule, et kassi kood elab koherentsete olekute vahemikus, mida indekseerib kompleksarvude lõplik alamrühm, käsitleme kahemoodilist üldistust, mis elab binaarse tetraeedrirühma poolt indekseeritud 24 koherentse oleku vahemikus. $2T$ kvaternoonidest. Saadud $2T$-qutrit pärib loomulikult grupi $2T$ algebralised omadused ja näib olevat väikese kaoga režiimis üsna tugev. Algatame selle uuringu ja tuvastame selle bosonilise koodi stabilisaatorid ja mõned loogilised operaatorid.

► BibTeX-i andmed

@artikkel{Denys2023tqutrittwomode, doi = {10.22331/q-2023-06-05-1032}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-06-05-1032, pealkiri = {The {} $2T$}-qutrit, kaherežiimiline bosooniline qutrit}, autor = {Denys, Aur{'{e}}vale ja Leverrier, Anthony}, ajakiri = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, väljaandja = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, maht = {7}, lehekülge = {1032}, kuu = juuni, aasta = {2023} }

► Viited

[1] 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 ja Liang Jiang. Ühemoodiliste bosoniliste koodide jõudlus ja struktuur. Phys. Rev. A, 97: 032346, märts 2018. 10.1103/PhysRevA.97.032346. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.032346.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.032346

[2] Victor V Albert, Shantanu O Mundhada, Alexander Grimm, Steven Touzard, Michel H Devoret ja Liang Jiang. Paar-cat koodid: autonoomne veaparandus madala astme mittelineaarsusega. Quantum Science and Technology, 4 (3): 035007, juuni 2019. 10.1088/2058-9565/ab1e69. URL https:///dx.doi.org/10.1088/2058-9565/ab1e69.
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab1e69

[3] Marcel Bergmann ja Peter van Loock. Kvantvea korrigeerimine footonikao vastu keskpäevaseisundite abil. Phys. Rev. A, 94: 012311, juuli 2016a. 10.1103/PhysRevA.94.012311. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.94.012311.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.94.012311

[4] Marcel Bergmann ja Peter van Loock. Kvantvea korrigeerimine footonikao vastu, kasutades mitmekomponentseid kassiolekuid. Phys. Rev. A, 94: 042332, oktoober 2016b. 10.1103/PhysRevA.94.042332. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.94.042332.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.94.042332

[5] Mario Berta, Francesco Borderi, Omar Fawzi ja Volkher B Scholz. Poolkindlad programmeerimishierarhiad piiratud bilineaarseks optimeerimiseks. Mathematical Programming, 194 (1): 781–829, 2022. 10.1007/s10107-021-01650-1.
https://doi.org/10.1007/s10107-021-01650-1

[6] Samuel L. Braunstein ja Peter van Loock. Pidevate muutujatega kvantinformatsioon. Rev. Mod. Phys., 77: 513–577, juuni 2005. 10.1103/RevModPhys.77.513. URL https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.77.513.
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.77.513

[7] Earl T. Campbell. Täiustatud tõrketaluv kvantarvutus $d$-taseme süsteemides. Phys. Rev. Lett., 113: 230501, detsember 2014. 10.1103/PhysRevLett.113.230501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.230501.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.230501

[8] Earl T. Campbell, Hussain Anwar ja Dan E. Browne. Maagiline destilleerimine kõigis peamistes dimensioonides, kasutades kvant-reed-muller koode. Phys. Rev. X, 2: 041021, detsember 2012. 10.1103/PhysRevX.2.041021. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.2.041021.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.2.041021

[9] Christopher Chamberland, Kyungjoo Noh, Patricio Arrangoiz-Arriola, Earl T. Campbell, Connor T. Hann, Joseph Iverson, Harald Putterman, Thomas C. Bohdanowicz, Steven T. Flammia, Andrew Keller, Gil Refael, John Preskill, Liang Jiang, Amir H. Safavi-Naeini, Oskar Painter ja Fernando GSL Brandão. Tõrketaluva kvantarvuti ehitamine ühendatud kassikoodide abil. PRX Quantum, 3: 010329, veebruar 2022. 10.1103/PRXQuantum.3.010329. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010329.
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010329

[10] Isaac L. Chuang ja Yoshihisa Yamamoto. Lihtne kvantarvuti. Phys. Rev. A, 52: 3489–3496, nov 1995. 10.1103/PhysRevA.52.3489. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.52.3489.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.52.3489

[11] Isaac L. Chuang, Debbie W. Leung ja Yoshihisa Yamamoto. Bosoonilised kvantkoodid amplituudi summutamiseks. Phys. Rev. A, 56: 1114–1125, august 1997. 10.1103/PhysRevA.56.1114. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.56.1114.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.56.1114

[12] PT Cochrane, GJ Milburn ja WJ Munro. Makroskoopiliselt eristatavad kvant-superpositsiooni olekud bosonilise koodina amplituudi summutamiseks. Phys. Rev. A, 59: 2631–2634, aprill 1999. 10.1103/PhysRevA.59.2631. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.59.2631.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.59.2631

[13] Jonathan Conrad, Jens Eisert ja Francesco Arzani. Gottesman-Kitaev-Preskill koodid: võre perspektiiv. Quantum, 6: 648, 2022. 10.22331/q-2022-02-10-648.
https://doi.org/10.22331/q-2022-02-10-648

[14] HSM Coxeter. Regulaarsed komplekssed polütoobid. Cambridge University Press, Cambridge, 1991.

[15] Andrew S. Fletcher, Peter W. Shor ja Moe Z. Win. Optimaalne kvantvea taastamine poolkindla programmeerimise abil. Phys. Rev. A, 75: 012338, jaanuar 2007. 10.1103/PhysRevA.75.012338. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.75.012338.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.75.012338

[16] Daniel Gottesman, Aleksei Kitaev ja John Preskill. Kubiti kodeerimine ostsillaatoris. Phys. Rev. A, 64: 012310, juuni 2001. 10.1103/PhysRevA.64.012310. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.64.012310.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.64.012310

[17] Arne L. Grimsmo ja Shruti Puri. Kvantveaparandus Gottesman-Kitaev-Preskill koodiga. PRX Quantum, 2: 020101, juuni 2021. 10.1103/PRXQuantum.2.020101. URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.020101.
https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.020101

[18] Arne L. Grimsmo, Joshua Combes ja Ben Q. Baragiola. Kvantarvutus pöörlemissümmeetriliste bosonikoodidega. Phys. Rev. X, 10: 011058, märts 2020. 10.1103/PhysRevX.10.011058. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.10.011058.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.10.011058

[19] Jérémie Guillaud ja Mazyar Mirrahimi. Korduvad kassi kubitid tõrketaluvusega kvantarvutamiseks. Phys. Rev. X, 9: 041053, detsember 2019. 10.1103/PhysRevX.9.041053. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.9.041053.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.9.041053

[20] Jim Harrington ja John Preskill. Gaussi kvantkanali saavutatavad kiirused. Phys. Rev. A, 64: 062301, nov 2001. 10.1103/PhysRevA.64.062301. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.64.062301.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.64.062301

[21] Shubham P Jain, Joseph T Iosue, Alexander Barg ja Victor V Albert. Kvantsfäärilised koodid. arXiv eeltrükk arXiv: 2302.11593, 2023.
arXiv: 2302.11593

[22] Emanuel Knill, Raymond Laflamme ja Gerald J Milburn. Skeem tõhusaks kvantarvutamiseks lineaarse optikaga. Nature, 409 (6816): 46–52, 2001. 10.1038/35051009.
https:///doi.org/10.1038/35051009

[23] Anirudh Krishna ja Jean-Pierre Tillich. Madala maagilise oleku destilleerimise poole. Phys. Rev. Lett., 123: 070507, august 2019. 10.1103/PhysRevLett.123.070507. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.070507.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.070507

[24] Felipe Lacerda, Joseph M. Renes ja Volkher B. Scholz. Termiliste Gaussi kanalite koherentsete olekute konstellatsioonid ja polaarkoodid. Phys. Rev. A, 95: 062343, juuni 2017. 10.1103/PhysRevA.95.062343. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.062343.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.062343

[25] Ludovico Lami ja Mark M Wilde. Täpne lahendus bosoniliste faaside eemaldamise kanalite kvant- ja privaatsete võimsuste jaoks. Loodusfotoonika, 2023. 10.1038/s41566-023-01190-4.
https://doi.org/10.1038/s41566-023-01190-4

[26] Ulf Leonhardt. Lihtsate optiliste instrumentide kvantfüüsika. Aruanded füüsika edusammudest, 66 (7): 1207, 2003. 10.1088/0034-4885/66/7/203.
https://doi.org/10.1088/0034-4885/66/7/203

[27] Peter Leviant, Qian Xu, Liang Jiang ja Serge Rosenblum. Kvantvõimsus ja koodid bosonilise kadude vähendamise kanali jaoks. Quantum, 6: 821, september 2022. ISSN 2521-327X. 10.22331/q-2022-09-29-821. URL https:///doi.org/10.22331/q-2022-09-29-821.
https://doi.org/10.22331/q-2022-09-29-821

[28] H.-A. Loeliger. Rühmadele sobitatud signaalikomplektid. IEEE Transactions on Information Theory, 37 (6): 1675–1682, 1991. 10.1109/18.104333.
https:///doi.org/10.1109/18.104333

[29] Marios H. Michael, Matti Silveri, RT Brierley, Victor V. Albert, Juha Salmilehto, Liang Jiang ja SM Girvin. Uus bosonilise režiimi kvantviga parandavate koodide klass. Phys. Rev. X, 6: 031006, juuli 2016. 10.1103/PhysRevX.6.031006. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.6.031006.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.6.031006

[30] Mazyar Mirrahimi, Zaki Leghtas, Victor V Albert, Steven Touzard, Robert J Schoelkopf, Liang Jiang ja Michel H Devoret. Dünaamiliselt kaitstud kass-qubits: uus paradigma universaalseks kvantarvutuseks. New Journal of Physics, 16 (4): 045014, aprill 2014. 10.1088/1367-2630/16/4/045014. URL https:///doi.org/10.1088/1367-2630/16/4/045014.
https://doi.org/10.1088/1367-2630/16/4/045014

[31] J. Niset, UL Andersen ja NJ Cerf. Katseliselt teostatav kvantkustutust korrigeeriv kood pidevate muutujate jaoks. Phys. Rev. Lett., 101: 130503, september 2008. 10.1103/PhysRevLett.101.130503. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.130503.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.130503

[32] Murphy Yuezhen Niu, Isaac L. Chuang ja Jeffrey H. Shapiro. Riistvaratõhusad sümmeetriaoperaatoritel põhinevad bosonikvantviga parandavad koodid. Phys. Rev. A, 97: 032323, märts 2018. 10.1103/PhysRevA.97.032323. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.032323.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.032323

[33] Kyungjoo Noh, Victor V. Albert ja Liang Jiang. Gaussi soojuskao kanalite kvantvõimsuse piirid ja saavutatavad määrad Gottesmani-Kitajevi-Preskill koodidega. IEEE Transactions on Information Theory, 65 (4): 2563–2582, 2019. 10.1109/TIT.2018.2873764.
https:///doi.org/10.1109/TIT.2018.2873764

[34] B. O'Donoghue, E. Chu, N. Parikh ja S. Boyd. Koonuse optimeerimine operaatori poolitamise ja homogeense iseseisev kahe manustamise kaudu. Journal of Optimization Theory and Applications, 169 (3): 1042–1068, juuni 2016. URL http:///stanford.edu/ boyd/papers/scs.html.
http:///stanford.edu/~boyd/papers/scs.html

[35] B. O'Donoghue, E. Chu, N. Parikh ja S. Boyd. SCS: koonuse jagamise lahendaja, versioon 2.0.2. https:///github.com/cvxgrp/scs, november 2017.
https:///github.com/cvxgrp/scs

[36] Yingkai Ouyang ja Rui Chao. Permutatsiooniga muutumatu konstantse ergastuse kvantkoodid amplituudi summutamiseks. IEEE Transactions on Information Theory, 66 (5): 2921–2933, 2020. 10.1109/TIT.2019.2956142.
https:///doi.org/10.1109/TIT.2019.2956142

[37] Shruti Puri, Lucas St-Jean, Jonathan A. Gross, Alexander Grimm, Nicholas E. Frattini, Pavithran S. Iyer, Anirudh Krishna, Steven Touzard, Liang Jiang, Alexandre Blais, Steven T. Flammia ja SM Girvin. Kaldsust säilitavad väravad stabiliseeritud kassi kubiidiga. Science Advances, 6 (34): eaay5901, 2020. 10.1126/sciadv.aay5901. URL https:///www.science.org/doi/abs/10.1126/sciadv.aay5901.
https:///doi.org/10.1126/sciadv.aay5901

[38] TC Ralph, A. Gilchrist, GJ Milburn, WJ Munro ja S. Glancy. Kvantarvutus optiliste koherentsete olekutega. Phys. Rev. A, 68: 042319, oktoober 2003. 10.1103/PhysRevA.68.042319. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.68.042319.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.68.042319

[39] TC Ralph, AJF Hayes ja Aleksei Gilchrist. Kadu taluvad optilised kubitid. Phys. Rev. Lett., 95: 100501, august 2005. 10.1103/PhysRevLett.95.100501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.95.100501.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.95.100501

[40] M. Reimpell ja RF Werner. Kvantviga parandavate koodide iteratiivne optimeerimine. Phys. Rev. Lett., 94: 080501, märts 2005. 10.1103/PhysRevLett.94.080501. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.080501.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.080501

[41] Alessio Serafini. Kvantpidevad muutujad: teoreetiliste meetodite aabitsad. CRC press, 2017.

[42] David Slepian. Gaussi kanali rühmakoodid. Bell System Technical Journal, 47 (4): 575–602, 1968. https:///doi.org/10.1002/j.1538-7305.1968.tb02486.x. URL https:///onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/j.1538-7305.1968.tb02486.x.
https:///doi.org/10.1002/j.1538-7305.1968.tb02486.x

[43] BM Terhal, J Conrad ja C Vuillot. Skaleeritava bosonilise kvantvea korrigeerimise poole. Quantum Science and Technology, 5 (4): 043001, juuli 2020. 10.1088/2058-9565/ab98a5. URL https:///doi.org/10.1088/2058-9565/ab98a5.
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab98a5

[44] Allan DC Tosta, Thiago O Maciel ja Leandro Aolita. Pideva muutujaga koodide suur ühendamine. arXiv eeltrükk arXiv: 2206.01751, 2022.
arXiv: 2206.01751

[45] Christophe Vuillot, Hamed Asasi, Yang Wang, Leonid P. Pryadko ja Barbara M. Terhal. Kvantveaparandus toorilise Gottesman-Kitaev-Preskill koodiga. Phys. Rev. A, 99: 032344, märts 2019. 10.1103/PhysRevA.99.032344. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.99.032344.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.99.032344

[46] Yuchen Wang, Zixuan Hu, Barry C Sanders ja Sabre Kais. Qudits ja kõrgmõõtmeline kvantarvutus. Frontiers in Physics, 8: 589504, 2020. 10.3389/fphy.2020.589504.
https:///doi.org/10.3389/fphy.2020.589504

[47] Wojciech Wasilewski ja Konrad Banaszek. Optilise kubiidi kaitsmine footoni kadumise eest. Phys. Rev. A, 75: 042316, aprill 2007. 10.1103/PhysRevA.75.042316. URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.75.042316.
https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.75.042316

[48] Christian Weedbrook, Stefano Pirandola, Raúl García-Patron, Nicolas J. Cerf, Timothy C. Ralph, Jeffrey H. Shapiro ja Seth Lloyd. Gaussi kvantteave. Rev. Mod. Phys., 84: 621–669, mai 2012. 10.1103/RevModPhys.84.621. URL https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.84.621.
https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.84.621

Viidatud

[1] Shubham P. Jain, Joseph T. Iosue, Alexander Barg ja Victor V. Albert, "Quantum spherical codes", arXiv: 2302.11593, (2023).

Ülaltoodud tsitaadid on pärit SAO/NASA KUULUTUSED (viimati edukalt värskendatud 2023-06-05 13:20:52). Loend võib olla puudulik, kuna mitte kõik väljaandjad ei esita sobivaid ja täielikke viiteandmeid.

Ei saanud tuua Ristviide viidatud andmete alusel viimase katse ajal 2023-06-05 13:20:50: 10.22331/q-2023-06-05-1032 viidatud andmeid ei saanud Crossrefist tuua. See on normaalne, kui DOI registreeriti hiljuti.

See raamat on avaldatud Quantum all Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) litsents. Autoriõigus jääb algsetele autoriõiguste valdajatele, näiteks autoritele või nende institutsioonidele.

SEO-põhise sisu ja PR-levi. Võimenduge juba täna.
PlatoAiStream. Web3 andmete luure. Täiustatud teadmised. Juurdepääs siia.
Tuleviku rahapaja Adryenn Ashley. Juurdepääs siia.
Ostke ja müüge IPO-eelsete ettevõtete aktsiaid koos PREIPO®-ga. Juurdepääs siia.
Allikas: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-06-05-1032/

Ajatempel: Juuni 5, 2023

Ajatempel: Juuni 29, 2023

$2T$-qutrit, kaherežiimiline bosoniline qutrit

Taasavaldanud Platon

Abstraktne

► BibTeX-i andmed

► Viited

Viidatud

Veel alates Quantum Journal

Spektri eraldusvõime efekti algebras

Maavärina kvantimine

Üldised uskumuste levitamise algoritmid pinnakoodide dekodeerimiseks

Fermion-qudit-kvantprotsessorid võremõõturiteooriate simuleerimiseks ainega

Molekulaarse kvantahela disain: graafikupõhine lähenemine

Multi-Qubit Quantum Gate, mis kasutab Zeno efekti

Kattunud rühmitamise mõõtmine: ühtne raamistik kvantolekute mõõtmiseks

Vigade leevendamise mahuline võrdlusanalüüs Qermitiga

Tugev ja tõhus Hamiltoni õpe

Meist

Vertikaalne otsing ja Ai

Platvorm

Püsi ühenduses

konto