Qutrit $2T$, Qutrit Bosonic Dua Mode

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Inria Paris, Perancis

Apakah makalah ini menarik atau ingin dibahas? Scite atau tinggalkan komentar di SciRate.

Abstrak

Komputer kuantum sering memanipulasi qubit fisik yang disandikan pada sistem kuantum dua tingkat. Kode qubit bosonik berangkat dari ide ini dengan menyandikan informasi dalam subruang yang dipilih dengan baik dari ruang Fock berdimensi tak terbatas. Ruang fisik yang lebih besar ini memberikan perlindungan alami terhadap ketidaksempurnaan eksperimental dan memungkinkan kode bosonik untuk menghindari hasil tanpa jalan yang berlaku untuk keadaan yang dibatasi oleh ruang Hilbert 2 dimensi. Qubit bosonik biasanya ditentukan dalam mode bosonik tunggal, tetapi masuk akal untuk mencari versi multimode yang dapat menunjukkan kinerja yang lebih baik.
Dalam karya ini, berdasarkan pengamatan bahwa kode kucing hidup dalam rentang keadaan koheren yang diindeks oleh subkelompok terbatas dari bilangan kompleks, kami mempertimbangkan generalisasi dua mode yang hidup dalam rentang 24 keadaan koheren yang diindeks oleh kelompok tetrahedral biner. $2T$ dari angka empat. $2T$-qutrit yang dihasilkan secara alami mewarisi sifat aljabar dari grup $2T$ dan tampaknya cukup kuat dalam rezim kerugian rendah. Kami memulai studinya dan mengidentifikasi stabilisator serta beberapa operator logis untuk kode bosonik ini.

► data BibTeX

@artikel{Denys2023tqutrittwomode, doi = {10.22331/q-2023-06-05-1032}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-06-05-1032}, judul = {The { $2T$}-qutrit, qutrit bosonik dua mode}, pengarang = {Denys, Aur{'{e}}lie dan Leverrier, Anthony}, jurnal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, penerbit = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volume = {7}, halaman = {1032}, bulan = Juni, tahun = {2023} }

► Referensi

[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, and Liang Jiang. Kinerja dan struktur kode bosonik mode tunggal. Fisika. Pdt. A, 97: 032346, Mar 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, and Liang Jiang. Kode pasangan-kucing: koreksi kesalahan otonom dengan nonlinier tingkat rendah. Sains dan Teknologi Quantum, 4 (3): 035007, Juni 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 dan Peter van Loock. Koreksi kesalahan kuantum terhadap kehilangan foton menggunakan status siang hari. Fisika. Pdt. A, 94: 012311, Juli 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 dan Peter van Loock. Koreksi kesalahan kuantum terhadap kehilangan foton menggunakan status kucing multikomponen. Fisika. Pdt. A, 94: 042332, Okt 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, and Volkher B Scholz. Hirarki pemrograman semidefinite untuk pengoptimalan bilinear terbatas. Pemrograman Matematika, 194 (1): 781–829, 2022. 10.1007/s10107-021-01650-1.
https://doi.org/10.1007/s10107-021-01650-1

[6] Samuel L. Braunstein dan Peter van Loock. Informasi kuantum dengan variabel kontinu. Pendeta Mod. Phys., 77: 513–577, Jun 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. Komputasi kuantum toleran kesalahan yang disempurnakan dalam sistem level $d$. Fisika. Rev Lett., 113: 230501, Des 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, dan Dan E. Browne. Distilasi kondisi magis di semua dimensi prima menggunakan kode quantum reed-muller. Fisika. Pdt. X, 2: 041021, Des 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, Pelukis Oskar, dan Fernando GSL Brandão. Membangun komputer kuantum yang toleran terhadap kesalahan menggunakan kode kucing yang digabungkan. PRX Quantum, 3: 010329, Feb 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 dan Yoshihisa Yamamoto. Komputer kuantum sederhana. Fisika. Pdt. 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, dan Yoshihisa Yamamoto. Kode kuantum bosonik untuk redaman amplitudo. Fisika. Pdt. A, 56: 1114–1125, Agustus 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, dan WJ Munro. Status superposisi kuantum yang berbeda secara makroskopis sebagai kode bosonik untuk redaman amplitudo. Fisika. Pdt. A, 59: 2631–2634, Apr 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, dan Francesco Arzani. Kode Gottesman-Kitaev-Preskill: Perspektif kisi. Quantum, 6: 648, 2022. 10.22331/q-2022-02-10-648.
https://doi.org/10.22331/q-2022-02-10-648

[14] HSM Coxeter. Politop Kompleks Reguler. Cambridge University Press, Cambridge, 1991.

[15] Andrew S. Fletcher, Peter W. Shor, dan Moe Z. Win. Pemulihan kesalahan kuantum optimal menggunakan pemrograman semidefinite. Fisika. Pdt. A, 75: 012338, Jan 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, Alexei Kitaev, dan John Preskill. Mengkodekan qubit dalam osilator. fisik. Rev. A, 64: 012310, Juni 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 dan Shruti Puri. Koreksi Kesalahan Kuantum dengan Kode Gottesman-Kitaev-Preskill. PRX Quantum, 2: 020101, Jun 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, and Ben Q. Baragiola. Komputasi kuantum dengan kode bosonik rotasi-simetris. Fisika. Pdt. X, 10: 011058, Mar 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 dan Mazyar Mirrahimi. Pengulangan qubit kucing untuk perhitungan kuantum yang toleran terhadap kesalahan. Fisika. Pdt. X, 9: 041053, Des 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 dan John Preskill. Tarif yang dapat dicapai untuk saluran kuantum Gaussian. Fisika. Pdt.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 Tiosue, Alexander Barg, and Victor V Albert. Kode bola kuantum. pracetak arXiv arXiv:2302.11593, 2023.
arXiv: 2302.11593

[22] Emanuel Knill, Raymond Laflamme, dan Gerald J Milburn. Skema untuk komputasi kuantum yang efisien dengan optik linier. Nature, 409 (6816): 46–52, 2001. 10.1038 / 35051009.
https: / / doi.org/ 10.1038 / 35051009

[23] Anirudh Krishna dan Jean-Pierre Tillich. Menuju distilasi keadaan sihir overhead rendah. Fisika. Rev Lett., 123: 070507, Agustus 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, dan Volkher B. Scholz. Konstelasi koheren dan kode kutub untuk saluran gaussian termal. Fisika. Pdt. A, 95: 062343, Jun 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 dan Mark M Wilde. Solusi tepat untuk kapasitas kuantum dan pribadi saluran dephasing bosonik. Photonics Alam, 2023. 10.1038/s41566-023-01190-4.
https://doi.org/10.1038/s41566-023-01190-4

[26] Ulf Leonhardt. Fisika kuantum instrumen optik sederhana. Laporan Kemajuan Fisika, 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, and Serge Rosenblum. Kapasitas kuantum dan kode untuk saluran kehilangan-dephasing bosonik. 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] HA. Loeliger. Set sinyal dicocokkan dengan grup. Transaksi IEEE tentang Teori Informasi, 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, and SM Girvin. Kelas baru kode koreksi kesalahan kuantum untuk mode bosonik. Fisika. Pdt. X, 6: 031006, Juli 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, and Michel H Devoret. Cat-qubit yang dilindungi secara dinamis: paradigma baru untuk perhitungan kuantum universal. New Journal of Physics, 16 (4): 045014, apr 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, dan NJ Cerf. Kode koreksi penghapusan kuantum yang layak secara eksperimental untuk variabel kontinu. Fisika. Rev Lett., 101: 130503, Sep 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, dan Jeffrey H. Shapiro. Kode koreksi kesalahan kuantum bosonik yang hemat perangkat keras berdasarkan operator simetri. Fisika. Pdt. A, 97: 032323, Mar 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, and Liang Jiang. Batas Kapasitas Kuantum Saluran Rugi Termal Gaussian dan Tarif yang Dapat Dicapai Dengan Kode Gottesman-Kitaev-Preskill. Transaksi IEEE tentang Teori Informasi, 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, and S. Boyd. Pengoptimalan berbentuk kerucut melalui pemisahan operator dan penyematan ganda mandiri yang homogen. Jurnal Teori dan Aplikasi Optimasi, 169 (3): 1042–1068, Juni 2016. URL http:///stanford.edu/ boyd/papers/scs.html.
http:///stanford.edu/~boyd/papers/scs.html

[35] B. O'Donoghue, E. Chu, N. Parikh, and S. Boyd. SCS: Memisahkan pemecah kerucut, versi 2.0.2. https:///github.com/cvxgrp/scs, November 2017.
https:///github.com/cvxgrp/scs

[36] Yingkai Ouyang dan Rui Chao. Kode kuantum eksitasi konstan permutasi-invarian untuk redaman amplitudo. Transaksi IEEE tentang Teori Informasi, 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, and SM Girvin. Gerbang pelestari bias dengan qubit kucing yang distabilkan. Kemajuan Sains, 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, dan S. Glaancy. Komputasi kuantum dengan keadaan koheren optik. fisik. Rev. A, 68: 042319, Okt 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, dan Alexei Gilchrist. Qubit optik yang tahan rugi. Fisika. Lett., 95: 100501, Agustus 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 dan RF Werner. Optimalisasi berulang kode koreksi kesalahan kuantum. Fisika. Rev Lett., 94: 080501, Mar 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. Variabel kontinu kuantum: primer dari metode teoritis. CRC press, 2017.

[42] David Slepian. Kode grup untuk saluran gaussian. Jurnal Teknis Sistem Bell, 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, dan C Vuillot. Menuju koreksi kesalahan kuantum bosonik terukur. Sains dan Teknologi Quantum, 5 (4): 043001, Juli 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, and Leandro Aolita. Penyatuan besar kode variabel kontinu. pracetak arXiv arXiv:2206.01751, 2022.
arXiv: 2206.01751

[45] Christophe Vuillot, Hamed Asasi, Yang Wang, Leonid P. Pryadko, and Barbara M. Terhal. Koreksi kesalahan kuantum dengan kode Toric Gottesman-Kitaev-Preskill. Fisika. Pdt. A, 99: 032344, Mar 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, and Saber Kais. Qudits dan komputasi kuantum dimensi tinggi. Perbatasan dalam Fisika, 8: 589504, 2020. 10.3389/fphy.2020.589504.
https: / / doi.org/ 10.3389 / fphy.2020.589504

[47] Wojciech Wasilewski dan Konrad Banaszek. Melindungi qubit optik dari kehilangan foton. Fisika. Pdt. A, 75: 042316, Apr 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-Patrón, Nicolas J. Cerf, Timothy C. Ralph, Jeffrey H. Shapiro, and Seth Lloyd. informasi kuantum Gaussian. Pendeta Mod. Phys., 84: 621–669, Mei 2012. 10.1103/RevModPhys.84.621. URL https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.84.621.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.621

Dikutip oleh

[1] Shubham P. Jain, Joseph T. Iosue, Alexander Barg, dan Victor V. Albert, “Kode bola kuantum”, arXiv: 2302.11593, (2023).

Kutipan di atas berasal dari SAO / NASA ADS (terakhir berhasil diperbarui, 2023-06-05 13:20:52). Daftar ini mungkin tidak lengkap karena tidak semua penerbit menyediakan data kutipan yang cocok dan lengkap.

Tidak dapat mengambil Crossref dikutip oleh data selama upaya terakhir 2023-06-05 13:20:50: Tidak dapat mengambil data yang dikutip oleh untuk 10.22331 / q-2023-06-05-1032 dari Crossref. Ini normal jika DOI terdaftar baru-baru ini.

Makalah ini diterbitkan dalam Quantum di bawah Creative Commons Attribution 4.0 Internasional (CC BY 4.0) lisensi. Hak cipta tetap berada pada pemegang hak cipta asli seperti penulis atau lembaganya.

Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
PlatoAiStream. Kecerdasan Data Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
Mencetak Masa Depan bersama Adryenn Ashley. Akses Di Sini.
Beli dan Jual Saham di Perusahaan PRE-IPO dengan PREIPO®. Akses Di Sini.
Sumber: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-06-05-1032/

Stempel Waktu: Juni 5, 2023

Stempel Waktu: Juni 29, 2023

$2T$-qutrit, qutrit bosonik dua mode

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Abstrak

► data BibTeX

► Referensi

Dikutip oleh

Lebih dari Jurnal Kuantum

Resolusi spektral dalam efek aljabar

Kuantisasi Gempa

Algoritma Propagasi Keyakinan Umum untuk Dekode Kode Permukaan

Prosesor kuantum Fermion-qudit untuk mensimulasikan teori pengukur kisi dengan materi

Desain Sirkuit Kuantum Molekuler: Pendekatan Berbasis Grafik

Gerbang Kuantum Multi-Qubit Menggunakan Efek Zeno

Pengukuran pengelompokan yang tumpang tindih: Kerangka terpadu untuk mengukur keadaan kuantum

Tolok Ukur Volumetrik Mitigasi Kesalahan dengan Qermit

Pembelajaran Hamiltonian yang Kuat dan Efisien

Tentang Kami

Pencarian Vertikal & Ai

Platform

Tetap Berhubung

Akun