近似GKP态的容错制备
量子物理
2019-09-06 v2
摘要
Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP)态似乎是将在量子比特编码入振子时纠正错误的领先候选方案之一。然而GKP态的制备仍是一个重大的理论与实验挑战。迄今尚未给出容错制备GKP态的明确定义。若不仔细考量，少量故障便可能导致巨大的不可纠正位移误差。在提出一种比较近似GKP态的度量后，我们给出了容错性的严格定义，并引入了一种用于制备此类态的容错相位估计协议。该容错协议使用一个标志量子比特，并只接受一部分态，以防止测量读出误差引起大的位移误差。我们随后展示了如何利用电路QED实现该协议。在此过程中，我们推导出描述非线性色散位移和Kerr非线性的主导阶效应的解析表达式。利用这些表达式，我们表明，对于具有物理动机的参数，若要抵消非线性色散位移和Kerr项，将要求协议在比协议相关时间尺度长四个数量级的时间尺度上实现。尽管存在这些限制，我们通过数值证明，容错相位估计协议所接受态的一个子集即使在噪声存在下仍保持良好的纠错能力。
引用
@article{arxiv.1905.00903,
title = {Fault-tolerant preparation of approximate GKP states},
author = {Yunong Shi and Christopher Chamberland and Andrew W. Cross},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.00903},
year = {2019}
}
备注
30 pages, 9 figures. Comments welcome! v2 has been updated to conform to journal specifications. An additional appendix has been added to further clarify the noise model used in our simulations