玻色子Pauli+：级联Gottesman-Kitaev-Preskill码的高效模拟
量子物理
2024-11-27 v3
摘要
实现容错量子纠错的一条有前景的途径是将Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP)码与量子比特码级联。开发此类级联码需要能够真实模拟噪声的模拟工具，同时能够模拟多个模式的动力学。然而，到目前为止，用于级联GKP码的大规模模拟工具仅限于理想化的噪声模型和GKP码实现。在这里，我们引入了玻色子Pauli+模型(BP+)，该模型可以在大量模式下高效模拟，同时捕捉玻色子多模希尔伯特空间中的丰富动力学。我们通过模拟一个混合表面码来演示该方法，其中数据量子比特是使用小-大-小(sBs)协议稳定的有限能量GKP量子比特，而纠错子量子比特是标准的二能级系统。使用BP+，我们给出了这种实现的逻辑错误率。通过将其预测与几个相关量子电路的完整时间演化模拟进行比较，获得了对该方法准确性的信心。虽然BP+是专门为使用sBs协议稳定的GKP量子比特开发的，但其数学结构是通用的，也可能适用于使用其他玻色子码的级联模拟。
引用
@article{arxiv.2402.09333,
title = {Bosonic Pauli+: Efficient Simulation of Concatenated Gottesman-Kitaev-Preskill Codes},
author = {Florian Hopfmueller and Maxime Tremblay and Philippe St-Jean and Baptiste Royer and Marc-Antoine Lemonde},
journal= {arXiv preprint arXiv:2402.09333},
year = {2024}
}
备注
v3: addressed reviewer comments. 22 pages + references + appendices, 12 figures