振荡器中编码量子比特的比特翻转指数抑制
量子物理
2020-03-24 v1
摘要
无论怎样精心隔离，量子系统总会与环境相互作用，哪怕极其微弱。因此，量子比特（qubits）会发生错误，对适用于量子计算的硬件施加了极为严苛的限制。新兴策略通过将量子比特非局域地编码于物理系统的相空间中来规避此问题。由于大多数退相干源来自局域涨落，其基础承诺是通过增大该非局域性的度量来指数抑制错误。典型例子是拓扑量子比特，它将量子信息在实数空间中非局域化，并以空间广延度量非局域性。本工作中，我们将量子比特编码于带有特殊机制的超导谐振器的场正交空间中，该机制使光子成对耗散。此过程将两个计算态锁定于相空间中分离的位置。随着该分离增大，我们测得比特翻转率指数下降，而相位翻转率仅线性增加。由于比特翻转在单量子比特层面被连续自主纠正，仅剩相位翻转需通过一维量子纠错码纠正。该指数标度表明，具有非线性耗散的谐振器是通用容错量子计算的有前景构建模块，可大幅降低硬件开销。
引用
@article{arxiv.1907.11729,
title = {Exponential suppression of bit-flips in a qubit encoded in an oscillator},
author = {Raphaël Lescanne and Marius Villiers and Théau Peronnin and Alain Sarlette and Matthieu Delbecq and Benjamin Huard and Takis Kontos and Mazyar Mirrahimi and Zaki Leghtas},
journal= {arXiv preprint arXiv:1907.11729},
year = {2020}
}