基于混合qumode-量子比特旋转门的弹性玻色子噪声抑制

噪声抑制对于可靠的量子信息处理和计算至关重要。我们展示，对于任何受热噪声率为η、平均激发数为n_bar的单模玻色子码（qumode），仅需一个量子比特 ancilla（DV）和两个受控傅里叶（CF）门构成的混合连续-离散变量（CV-DV）干涉仪，即可将其影响抑制到O(η^2)级别，无需任何主动纠错或对编码状态进行破坏性测量，且成功概率可达>0.5（前提是η(1+n_bar)<0.5）。这种抑制方案通过在干涉仪后对光子数奇偶性进行条件性监控来实现。具有相同光子数奇偶性的两逻辑状态的玻色子码（如奇偶性码）对DV幅度和相位衰减ancilla噪声完全具有鲁棒性。对于此类编码，干涉仪可简化为使用qumode旋转门和单个CF门。这相对于之前提出的“旁路”协议提供了明显优势——后者将量子比特信息传输到DV模式后，很快会被衰减噪声损坏。最后，我们提出一种简单扩展，用于通过在两方之间使用预共享DV纠缠态来直接传输qumode状态 over a噪声信道，方法是在实验室中实现一个CF门及其逆运算。这种通信协议在单方案例中以相同的成功率实现类似的保真度，但对ancilla噪声具有更大的鲁棒性优于DV遥测。依赖于少数关键远程相互作用的资源高效多量子比特码可从中受益。