Qutrit $ 2T $, dwumodowy Qutrit bozonowy

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

Inria Paryż, Francja

Czy ten artykuł jest interesujący czy chcesz dyskutować? Napisz lub zostaw komentarz do SciRate.

Abstrakcyjny

Komputery kwantowe często manipulują fizycznymi kubitami zakodowanymi w dwupoziomowych systemach kwantowych. Bosonowe kody kubitów odchodzą od tego pomysłu, kodując informację w dobrze wybranej podprzestrzeni nieskończenie wymiarowej przestrzeni Focka. Ta większa przestrzeń fizyczna zapewnia naturalną ochronę przed niedoskonałościami eksperymentalnymi i umożliwia kodom bozonowym ominięcie wyników „no-go”, które mają zastosowanie do stanów ograniczonych dwuwymiarową przestrzenią Hilberta. Kubit bozonowy jest zwykle definiowany w pojedynczym trybie bozonowym, ale warto szukać wersji wielomodowych, które mogłyby wykazywać lepszą wydajność.
W tej pracy, opierając się na obserwacji, że kod cat żyje w rozpiętości spójnych stanów indeksowanych przez skończoną podgrupę liczb zespolonych, rozważamy dwumodowe uogólnienie żyjące w rozpiętości 24 spójnych stanów indeksowanych przez binarną grupę czworościenną 2T$ kwaternionów. Powstały 2T$-qutrit w naturalny sposób dziedziczy właściwości algebraiczne grupy 2T$ i wydaje się być dość solidny w systemie niskich strat. Rozpoczynamy jego badanie i identyfikujemy stabilizatory, a także niektóre operatory logiczne dla tego kodu bozonowego.

► Dane BibTeX

@article{Denys2023tqutrittwomode, doi = {10.22331/q-2023-06-05-1032}, url = {https://doi.org/10.22331/q-2023-06-05-1032}, tytuł = {The { $2T$}-qutrit, dwumodowy qutrit bozonowy}, autor = {Denys, Aur{'{e}}lie and Leverrier, Anthony}, dziennik = {{Quantum}}, issn = {2521-327X}, wydawca = {{Verein zur F{„{o}}rderung des Open Access Publizierens in den Quantenwissenschaften}}, tom = {7}, strony = {1032}, miesiąc = czerwiec, rok = {2023} }

► Referencje

[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 i Liang Jiang. Działanie i struktura jednomodowych kodów bozonowych. Fiz. Rev. A, 97: 032346, marzec 2018. 10.1103/PhysRevA.97.032346. Adres 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 i Liang Jiang. Kody par-cat: autonomiczna korekcja błędów z nieliniowością niskiego rzędu. Quantum Science and Technology, 4 (3): 035007, czerwiec 2019. 10.1088/2058-9565/ab1e69. Adres URL https:///dx.doi.org/10.1088/2058-9565/ab1e69.
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab1e69

[3] Marcela Bergmanna i Petera van Loocka. Korekta błędu kwantowego w stosunku do utraty fotonów przy użyciu stanów południowych. Fiz. Rev. A, 94: 012311, lipiec 2016a. 10.1103/PhysRevA.94.012311. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.94.012311.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.012311

[4] Marcela Bergmanna i Petera van Loocka. Korekta błędu kwantowego w stosunku do utraty fotonów przy użyciu wieloskładnikowych stanów kota. Fiz. Rev. A, 94: 042332, październik 2016b. 10.1103/PhysRevA.94.042332. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.94.042332.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.94.042332

[5] Mario Berta, Francesco Borderi, Omar Fawzi i Volkher B. Scholz. Półokreślone hierarchie programowania dla ograniczonej optymalizacji dwuliniowej. Programowanie matematyczne, 194 (1): 781–829, 2022. 10.1007/s10107-021-01650-1.
https://doi.org/10.1007/s10107-021-01650-1

[6] Samuela L. Braunsteina i Petera van Loocka. Informacja kwantowa ze zmiennymi ciągłymi. Wielebny Mod. Phys., 77: 513–577, czerwiec 2005. 10.1103/RevModPhys.77.513. Adres URL https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.77.513.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.77.513

[7] Earla T. Campbella. Ulepszone, odporne na błędy obliczenia kwantowe w systemach na poziomie $d$. Fiz. Rev. Lett., 113: 230501, grudzień 2014. 10.1103/PhysRevLett.113.230501. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.113.230501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.113.230501

[8] Earl T. Campbell, Hussain Anwar i Dan E. Browne. Destylacja w stanie magicznym we wszystkich wymiarach pierwszych przy użyciu kwantowych kodów Reed-mullera. Fiz. Rev. X, 2: 041021, grudzień 2012. 10.1103/PhysRevX.2.041021. Adres 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 i Fernando GSL Brandão. Budowa odpornego na uszkodzenia komputera kwantowego przy użyciu połączonych kodów cat. PRX Quantum, 3: 010329, luty 2022. 10.1103/PRXQuantum.3.010329. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.3.010329.
https: // doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.3.010329

[10] Isaac L. Chuang i Yoshihisa Yamamoto. Prosty komputer kwantowy. Fiz. Rev. A, 52: 3489–3496, listopad 1995. 10.1103/PhysRevA.52.3489. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.52.3489.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.52.3489

[11] Isaac L. Chuang, Debbie W. Leung i Yoshihisa Yamamoto. Bozonowe kody kwantowe do tłumienia amplitudy. Fiz. Rev. A, 56: 1114–1125, sierpień 1997. 10.1103/PhysRevA.56.1114. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.56.1114.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.56.1114

[12] PT Cochrane, GJ Milburn i WJ Munro. Makroskopowo różne stany superpozycji kwantowej jako kod bozonowy tłumienia amplitudy. Fiz. Rev. A, 59: 2631–2634, kwiecień 1999. 10.1103/PhysRevA.59.2631. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.59.2631.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.59.2631

[13] Jonathan Conrad, Jens Eisert i Francesco Arzani. Kody Gottesmana-Kitaeva-Preskilla: perspektywa kratowa. Quantum, 6: 648, 2022. 10.22331/q-2022-02-10-648.
https://doi.org/10.22331/q-2022-02-10-648

[14] HSM Coxetera. Regularne złożone Polytopy. Cambridge University Press, Cambridge, 1991.

[15] Andrew S. Fletcher, Peter W. Shor i Moe Z. Win. Optymalne odzyskiwanie błędów kwantowych przy użyciu programowania półokreślonego. Fiz. Rev. A, 75: 012338, styczeń 2007. 10.1103/PhysRevA.75.012338. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.75.012338.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.75.012338

[16] Daniel Gottesman, Aleksiej Kitajew i John Preskill. Kodowanie kubitu w oscylatorze. Fiz. Rev. A, 64: 012310, czerwiec 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 i Shruti Puri. Kwantowa korekcja błędów za pomocą kodu Gottesmana-Kitaeva-Preskilla. PRX Quantum, 2: 020101, czerwiec 2021. 10.1103/PRXQuantum.2.020101. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PRXQuantum.2.020101.
https: // doi.org/ 10.1103 / PRXQuantum.2.020101

[18] Arne L. Grimsmo, Joshua Combes i Ben Q. Baragiola. Obliczenia kwantowe z kodami bozonowymi rotacyjno-symetrycznymi. Fiz. Rev. X, 10: 011058, marzec 2020. 10.1103/PhysRevX.10.011058. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.10.011058.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.10.011058

[19] Jérémie Guillaud i Mazyar Mirrahimi. Powtarzające się kubity kota w obliczeniach kwantowych odpornych na błędy. Fiz. Rev. X, 9: 041053, grudzień 2019. 10.1103/PhysRevX.9.041053. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevX.9.041053.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevX.9.041053

[20] Jima Harringtona i Johna Preskilla. Osiągalne szybkości dla kanału kwantowego Gaussa. Fiz. Rev. A, 64: 062301, listopad 2001. 10.1103/PhysRevA.64.062301. Adres 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 i Victor V. Albert. Kwantowe kody sferyczne. Przedruk arXiv arXiv:2302.11593, 2023.
arXiv: 2302.11593

[22] Emanuel Knill, Raymond Laflamme i Gerald J. Milburn. Schemat wydajnych obliczeń kwantowych z optyką liniową. Naturę, 409 (6816): 46–52, 2001. 10.1038 / 35051009.
https: / / doi.org/ 10.1038 / 35051009

[23] Anirudh Krishna i Jean-Pierre Tillich. W kierunku destylacji w stanie magicznym przy niskim narzucie. Fiz. Rev. Lett., 123: 070507, sierpień 2019. 10.1103/PhysRevLett.123.070507. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.123.070507.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.123.070507

[24] Felipe Lacerda, Joseph M. Renes i Volkher B. Scholz. Konstelacje stanu spójnego i kody biegunowe dla termicznych kanałów Gaussa. Fiz. Rev. A, 95: 062343, czerwiec 2017. 10.1103/PhysRevA.95.062343. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.95.062343.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.95.062343

[25] Ludovico Lami i Mark M. Wilde. Dokładne rozwiązanie dla kwantowych i prywatnych możliwości kanałów odfazowania bozonowego. Fotonika natury, 2023. 10.1038/s41566-023-01190-4.
https://doi.org/10.1038/s41566-023-01190-4

[26] Ulfa Leonhardta. Fizyka kwantowa prostych przyrządów optycznych. 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 i Serge Rosenblum. Pojemność kwantowa i kody bozonowego kanału łagodzącego straty. Quantum, 6: 821, wrzesień 2022. ISSN 2521-327X. 10.22331/q-2022-09-29-821. Adres URL https:///doi.org/10.22331/q-2022-09-29-821.
https://doi.org/10.22331/q-2022-09-29-821

[28] H.-A. Loeligera. Zestawy sygnałów dopasowane do grup. 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 i SM Girvin. Nowa klasa kodów kwantowej korekcji błędów dla trybu bozonowego. Fiz. Rev. X, 6: 031006, lipiec 2016. 10.1103/PhysRevX.6.031006. Adres 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 i Michel H. Devoret. Dynamicznie chronione kubity-koty: nowy paradygmat uniwersalnych obliczeń kwantowych. New Journal of Physics, 16 (4): 045014, kwiecień 2014. 10.1088/1367-2630/16/4/045014. Adres 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 i NJ Cerf. Eksperymentalnie wykonalny kod korygujący wymazywanie kwantowe dla zmiennych ciągłych. Fiz. Rev. Lett., 101: 130503, wrzesień 2008. 10.1103/PhysRevLett.101.130503. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.101.130503.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.101.130503

[32] Murphy Yuezhen Niu, Isaac L. Chuang i Jeffrey H. Shapiro. Wydajne sprzętowo bozonowe kody kwantowe korygujące błędy oparte na operatorach symetrii. Fiz. Rev. A, 97: 032323, marzec 2018. 10.1103/PhysRevA.97.032323. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevA.97.032323.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevA.97.032323

[33] Kyungjoo Noh, Victor V. Albert i Liang Jiang. Granice pojemności kwantowej gaussowskich kanałów strat cieplnych i osiągalne współczynniki za pomocą kodów Gottesmana-Kitaeva-Preskilla. 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 i S. Boyd. Optymalizacja stożkowa poprzez dzielenie operatora i jednorodne, samopodwójne osadzanie. Journal of Optimization Theory and Applications, 169 (3): 1042–1068, czerwiec 2016. URL http:///stanford.edu/boyd/papers/scs.html.
http:///stanford.edu/~boyd/papers/scs.html

[35] B. O'Donoghue, E. Chu, N. Parikh i S. Boyd. SCS: Solver dzielący stożki, wersja 2.0.2. https:///github.com/cvxgrp/scs, listopad 2017.
https:///github.com/cvxgrp/scs

[36] Yingkai Ouyang i Rui Chao. Niezmienne permutacyjne kody kwantowe o stałym wzbudzeniu do tłumienia amplitudy. 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 i SM Girvin. Bramki zachowujące odchylenie ze stabilizowanymi kubitami kota. Science Advances, 6 (34): eaay5901, 2020. 10.1126/sciadv.aay5901. Adres 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 i S. Glancy. Obliczenia kwantowe z optycznie koherentnymi stanami. Fiz. Rev. A, 68: 042319, październik 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 i Alexei Gilchrist. Kubity optyczne odporne na straty. Fiz. Rev. Lett., 95: 100501, sierpień 2005. 10.1103/PhysRevLett.95.100501. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.95.100501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.95.100501

[40] M. Reimpell i RF Werner. Optymalizacja iteracyjna kodów korygujących błędy kwantowe. Fiz. Rev. Lett., 94: 080501, marzec 2005. 10.1103/PhysRevLett.94.080501. Adres URL https:///doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.080501.
https: / / doi.org/ 10.1103 / PhysRevLett.94.080501

[41] Alessio Serafini. Kwantowe zmienne ciągłe: elementarz metod teoretycznych. Prasa CRC, 2017.

[42] Dawid Slepian. Kody grupowe dla kanału Gaussa. Bell System Technical Journal, 47 (4): 575–602, 1968. https:///doi.org/10.1002/j.1538-7305.1968.tb02486.x. Adres 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 i C. Vuillot. W kierunku skalowalnej korekcji bozonowego błędu kwantowego. Quantum Science and Technology, 5 (4): 043001, lipiec 2020. 10.1088/2058-9565/ab98a5. Adres URL https:///doi.org/10.1088/2058-9565/ab98a5.
https://doi.org/10.1088/2058-9565/ab98a5

[44] Allan DC Tosta, Thiago O Maciel i Leandro Aolita. Wielka unifikacja kodów ciągłych. Przedruk arXiv arXiv:2206.01751, 2022.
arXiv: 2206.01751

[45] Christophe Vuillot, Hamed Asasi, Yang Wang, Leonid P. Pryadko i Barbara M. Terhal. Kwantowa korekcja błędów za pomocą torycznego kodu Gottesmana-Kitaeva-Preskilla. Fiz. Rev. A, 99: 032344, marzec 2019. 10.1103/PhysRevA.99.032344. Adres 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 i Sabre Kais. Qudity i wielkowymiarowe obliczenia kwantowe. Frontiers in Physics, 8: 589504, 2020. 10.3389/fphy.2020.589504.
https: / / doi.org/ 10.3389 / fphy.2020.589504

[47] Wojciech Wasilewski i Konrad Banaszek. Zabezpieczenie kubitu optycznego przed utratą fotonów. Fiz. Rev. A, 75: 042316, kwiecień 2007. 10.1103/PhysRevA.75.042316. Adres 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 i Seth Lloyd. Informacja kwantowa Gaussa. Wielebny Mod. Phys., 84: 621–669, maj 2012. 10.1103/RevModPhys.84.621. Adres URL https:///doi.org/10.1103/RevModPhys.84.621.
https: / / doi.org/ 10.1103 / RevModPhys.84.621

Cytowany przez

[1] Shubham P. Jain, Joseph T. Iosue, Alexander Barg i Victor V. Albert, „Kwantowe kody sferyczne”, arXiv: 2302.11593, (2023).

Powyższe cytaty pochodzą z Reklamy SAO / NASA (ostatnia aktualizacja pomyślnie 2023-06-05 13:20:52). Lista może być niekompletna, ponieważ nie wszyscy wydawcy podają odpowiednie i pełne dane cytowania.

Nie można pobrać Przywołane przez Crossref dane podczas ostatniej próby 2023-06-05 13:20:50: Nie można pobrać cytowanych danych dla 10.22331 / q-2023-06-05-1032 z Crossref. Jest to normalne, jeśli DOI zostało niedawno zarejestrowane.

Niniejszy artykuł opublikowano w Quantum pod Creative Commons Uznanie autorstwa 4.0 Międzynarodowe (CC BY 4.0) licencja. Prawa autorskie należą do pierwotnych właścicieli praw autorskich, takich jak autorzy lub ich instytucje.

Dystrybucja treści i PR oparta na SEO. Uzyskaj wzmocnienie już dziś.
PlatoAiStream. Analiza danych Web3. Wiedza wzmocniona. Dostęp tutaj.
Wybijanie przyszłości w Adryenn Ashley. Dostęp tutaj.
Kupuj i sprzedawaj akcje spółek PRE-IPO z PREIPO®. Dostęp tutaj.
Źródło: https://quantum-journal.org/papers/q-2023-06-05-1032/

Znak czasu: 5 czerwca 2023 r.

Znak czasu: Czerwiec 29, 2023

$2T$-qutrit, dwumodowy bozonowy qutrit

Opublikowane ponownie przez Plato

Abstrakcyjny

► Dane BibTeX

► Referencje

Cytowany przez

Więcej z Dziennik kwantowy

Rozdzielczość spektralna w algebrach efektowych

Kwantyzacja trzęsień ziemi

Uogólnione algorytmy propagacji przekonań do dekodowania kodów powierzchni

Procesory kwantowe Fermion-qudit do symulacji teorii cechowania sieciowego z materią

Molekularny projekt obwodów kwantowych: podejście oparte na wykresach

Wielokubitowa bramka kwantowa wykorzystująca efekt Zeno

Nakładający się pomiar grupowania: ujednolicona struktura do pomiaru stanów kwantowych

Wolumetryczne testy porównawcze ograniczania błędów za pomocą Qermit

Solidne i wydajne uczenie się Hamiltona

O nas

Wyszukiwanie pionowe i AI

Platforma

Pozostań w kontakcie

Konto