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

Publisert av Platon

Følgere: 0

Inria Paris, Frankrike

Finn dette papiret interessant eller vil diskutere? Scite eller legg igjen en kommentar på SciRate.

Abstrakt

Kvantedatamaskiner manipulerer ofte fysiske qubits kodet på to-nivå kvantesystemer. Bosoniske qubit-koder avviker fra denne ideen ved å kode informasjon i et velvalgt underrom av et uendelig dimensjonalt Fock-rom. Dette større fysiske rommet gir en naturlig beskyttelse mot eksperimentelle ufullkommenheter og lar bosoniske koder omgå ikke-gå-resultater som gjelder tilstander begrenset av et 2-dimensjonalt Hilbert-rom. En bosonisk qubit er vanligvis definert i en enkelt bosonisk modus, men det er fornuftig å se etter multimodusversjoner som kan vise bedre ytelse.
I dette arbeidet, basert på observasjonen av at kattkoden lever i spennet av koherente tilstander indeksert av en endelig undergruppe av de komplekse tallene, tar vi for oss en to-modus generalisering som lever i spennet av 24 koherente tilstander indeksert av den binære tetraedriske gruppen $2T$ av quaternions. Den resulterende $2T$-qutrit arver naturlig de algebraiske egenskapene til gruppen $2T$ og ser ut til å være ganske robust i lavtapsregimet. Vi starter studien og identifiserer stabilisatorer samt noen logiske operatører for denne bosoniske koden.

► BibTeX-data

@article{Denys2023tqutrittwomode, doi = {10.22331/q-2023-06-05-1032}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-06-05-1032}, tittel = {The { $2T$}-qutrit, en to-modus bosonic qutrit}, forfatter = {Denys, Aur{'{e}}lie og Leverrier, Anthony}, journal = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, utgiver = {{Verein zur F{“{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, volum = {7}, sider = {1032}, måned = jun, år = {2023} }

► Referanser

[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 og Liang Jiang. Ytelse og struktur av single-mode bosoniske koder. Phys. Rev. A, 97: 032346, mars 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 og Liang Jiang. Par-katt-koder: autonom feilretting med lav ordens ikke-linearitet. Quantum Science and Technology, 4 (3): 035007, jun 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 og Peter van Loock. Kvantefeilkorreksjon mot fotontap ved bruk av middagstilstander. Phys. Rev. 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 og Peter van Loock. Kvantefeilkorreksjon mot foton-tap ved bruk av multikomponent-kattetilstander. Phys. Rev. A, 94: 042332, oktober 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 og Volkher B Scholz. Semidefinite programmeringshierarkier for begrenset bilineær optimalisering. Matematisk programmering, 194 (1): 781–829, 2022. 10.1007/s10107-021-01650-1.
https://doi.org/10.1007/s10107-021-01650-1

[6] Samuel L. Braunstein og Peter van Loock. Kvanteinformasjon med kontinuerlige variabler. Rev. Mod. Phys., 77: 513–577, juni 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. Forbedret feiltolerant kvanteberegning i systemer på $d$-nivå. Phys. Rev. Lett., 113: 230501, desember 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 og Dan E. Browne. Magisk tilstandsdestillasjon i alle prime dimensjoner ved bruk av kvante reed-muller-koder. Phys. Rev. X, 2: 041021, desember 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 og Fernando GSL Brandão. Bygge en feiltolerant kvantedatamaskin ved å bruke sammenkoblede kattekoder. PRX Quantum, 3: 010329, februar 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 og Yoshihisa Yamamoto. Enkel kvantedatamaskin. Phys. Rev. A, 52: 3489–3496, november 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 og Yoshihisa Yamamoto. Bosonic kvantekoder for amplitudedemping. 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 og WJ Munro. Makroskopisk distinkte kvante-superposisjonstilstander som en bosonisk kode for amplitudedemping. Phys. Rev. A, 59: 2631–2634, april 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 og Francesco Arzani. Gottesman-Kitaev-Preskill-koder: Et gitterperspektiv. Quantum, 6: 648, 2022. 10.22331/q-2022-02-10-648.
https://doi.org/10.22331/q-2022-02-10-648

[14] HSM Coxeter. Vanlige komplekse polytoper. Cambridge University Press, Cambridge, 1991.

[15] Andrew S. Fletcher, Peter W. Shor og Moe Z. Win. Optimal gjenoppretting av kvantefeil ved hjelp av semidefinit programmering. Phys. Rev. A, 75: 012338, januar 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 og John Preskill. Koding av en qubit i en oscillator. Phys. 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 og Shruti Puri. Kvantefeilretting med Gottesman-Kitaev-Preskill-koden. PRX Quantum, 2: 020101, juni 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 og Ben Q. Baragiola. Kvanteberegning med rotasjonssymmetriske bosoniske koder. Phys. Rev. X, 10: 011058, mars 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 og Mazyar Mirrahimi. Repetisjons-cat-qubits for feiltolerant kvanteberegning. Phys. Rev. X, 9: 041053, desember 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 og John Preskill. Oppnåelige priser for den Gaussiske kvantekanalen. 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 og Victor V Albert. Kvante sfæriske koder. arXiv forhåndstrykk arXiv:2302.11593, 2023.
arxiv: 2302.11593

[22] Emanuel Knill, Raymond Laflamme og Gerald J Milburn. Et opplegg for effektiv kvanteberegning med lineær optikk. Nature, 409 (6816): 46–52, 2001. 10.1038/35051009.
https: / / doi.org/ 10.1038 / 35051009

[23] Anirudh Krishna og Jean-Pierre Tillich. Mot lav overhead magisk tilstand destillasjon. 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 og Volkher B. Scholz. Koherente tilstandskonstellasjoner og polare koder for termiske gaussiske kanaler. Phys. Rev. A, 95: 062343, juni 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 og Mark M Wilde. Nøyaktig løsning for kvante- og privatkapasiteten til bosoniske defaseringskanaler. Nature Photonics, 2023. 10.1038/s41566-023-01190-4.
https://doi.org/10.1038/s41566-023-01190-4

[26] Ulf Leonhardt. Kvantefysikk av enkle optiske instrumenter. Reports on Progress in Physics, 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 og Serge Rosenblum. Kvantekapasitet og koder for den bosoniske tapsutfasende kanalen. 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. Signalsett tilpasset grupper. 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 og SM Girvin. Ny klasse med kvantefeilkorrigerende koder for en bosonisk modus. Phys. Rev. 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 og Michel H Devoret. Dynamisk beskyttede cat-qubits: et nytt paradigme for universell kvanteberegning. 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 og NJ Cerf. Eksperimentelt mulig kvanteslettingskorrigerende kode for kontinuerlige variabler. Phys. 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 og Jeffrey H. Shapiro. Maskinvareeffektive bosoniske kvantefeilkorrigerende koder basert på symmetrioperatører. Phys. Rev. A, 97: 032323, mars 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 og Liang Jiang. Kvantekapasitetsgrenser for Gaussiske termiske tapskanaler og oppnåelige rater med Gottesman-Kitaev-Preskill-koder. 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 og S. Boyd. Konisk optimalisering via operatørdeling og homogen selvdobbel innbygging. Journal of Optimization Theory and Applications, 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 og S. Boyd. SCS: Splitting conic solver, versjon 2.0.2. https:///github.com/cvxgrp/scs, november 2017.
https:///github.com/cvxgrp/scs

[36] Yingkai Ouyang og Rui Chao. Permutasjons-invariante konstant-eksitasjonskvantekoder for amplitudedemping. 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 og SM Girvin. Bias-bevarende porter med stabiliserte katte-qubits. 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 og S. Glancy. Kvanteberegning med optiske koherente tilstander. Phys. Rev. A, 68: 042319, oktober 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 og Alexei Gilchrist. Tapstolerante optiske qubits. Phys. Rev. Lett., 95: 100501, aug 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 og RF Werner. Iterativ optimalisering av kvantefeilkorrigerende koder. Phys. Rev. Lett., 94: 080501, mars 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. Kvantekontinuerlige variabler: en primer av teoretiske metoder. CRC presse, 2017.

[42] David Slepian. Gruppekoder for den gaussiske kanalen. 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 og C Vuillot. Mot skalerbar bosonisk kvantefeilkorreksjon. Quantum Science and Technology, 5 (4): 043001, jul 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 og Leandro Aolita. Stor forening av kontinuerlige variable koder. arXiv forhåndstrykk arXiv:2206.01751, 2022.
arxiv: 2206.01751

[45] Christophe Vuillot, Hamed Asasi, Yang Wang, Leonid P. Pryadko og Barbara M. Terhal. Kvantefeilretting med den toriske Gottesman-Kitaev-Preskill-koden. Phys. Rev. A, 99: 032344, mars 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 og Sabre Kais. Qudits og høydimensjonal kvanteberegning. Frontiers in Physics, 8: 589504, 2020. 10.3389/fphy.2020.589504.
https: / / doi.org/ 10.3389 / fphy.2020.589504

[47] Wojciech Wasilewski og Konrad Banaszek. Beskytter en optisk qubit mot foton tap. Phys. Rev. A, 75: 042316, april 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 og Seth Lloyd. Gaussisk kvanteinformasjon. 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

Sitert av

[1] Shubham P. Jain, Joseph T. Iosue, Alexander Barg og Victor V. Albert, "Quantum sfæriske koder", arxiv: 2302.11593, (2023).

Sitatene ovenfor er fra SAO / NASA ADS (sist oppdatert vellykket 2023-06-05 13:20:52). Listen kan være ufullstendig fordi ikke alle utgivere gir passende og fullstendige sitasjonsdata.

Kunne ikke hente Crossref sitert av data under siste forsøk 2023-06-05 13:20:50: Kunne ikke hente siterte data for 10.22331 / q-2023-06-05-1032 fra Crossref. Dette er normalt hvis DOI nylig ble registrert.

Denne artikkelen er utgitt i Quantum under Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0) tillatelse. Opphavsrett forblir hos de opprinnelige rettighetshaverne som forfatterne eller institusjonene deres.

SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
Minting the Future med Adryenn Ashley. Tilgang her.
Kjøp og selg aksjer i PRE-IPO-selskaper med PREIPO®. Tilgang her.
kilde: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-06-05-1032/

Tidstempel: Juni 5, 2023

Tidstempel: Juni 29, 2023

$2T$-qutrit, en to-modus bosonisk qutrit

Publisert av Platon

Abstrakt

► BibTeX-data

► Referanser

Sitert av

Mer fra Kvantejournal

Spektraloppløsninger i effektalgebraer

Jordskjelvkvantisering

Generaliserte trosforplantningsalgoritmer for dekoding av overflatekoder

Fermion-qudit kvanteprosessorer for simulering av gittermåleteorier med materie

Molecular Quantum Circuit Design: A Graph-Based Approach

En Multi-Qubit Quantum Gate som bruker Zeno-effekten

Overlappet grupperingsmåling: Et enhetlig rammeverk for måling av kvantetilstander

Volumetrisk benchmarking av feilreduksjon med Qermit

Robust og effektiv Hamiltonsk læring

Om Oss

Vertikal søk og Ai

Plattform

Hold kontakten

Logg inn