基于GKP qudit的纠错量子中继器
量子物理
2023-03-29 v1
摘要
Gottesman-Kitaev-Preskill（GKP）码提供了将高维qudit编码到单个玻色模式（例如光子激发）中的可能性。由于光子能够实现量子信息在长距离上的可靠传输，且遭受光子损失的GKP态可在一定程度上恢复，GKP码近来在量子通信协议的理论研究中得到应用。虽然先前的研究主要关注GKP qubit，但高维GKP qudit可能的实际优势迄今仍未被广泛探索。在本文中，我们对三种基于GKP qudit的量子中继器协议进行了性能分析，包括与多qudit量子多项式码的级联。我们发现，qudit潜在的数据传输增益常因其GKP纠错能力的下降而受限。然而，我们也确定了若干参数区间，在其中每个模式可获得的量子能级数增加能够提升量子中继器理论上可实现的秘密密钥率。我们的一些协议具有一个吸引人的特征，即局部处理和完整的错误综合征识别无需在线压缩即可实现。只要提供合适的多模GKP态，即使逻辑qudit由多个物理qudit组成，也可通过一组极小的无源线性光学操作实现。
引用
@article{arxiv.2303.16034,
title = {Error-corrected quantum repeaters with GKP qudits},
author = {Frank Schmidt and Daniel Miller and Peter van Loock},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.16034},
year = {2023}
}
备注
19+11 pages, 6+4 figures. Comments welcome