单光子连续模变量中的 Gottesman-Kitaev-Preskill 编码
量子物理
2024-12-09 v4
摘要
由 Gottesman、Kitaev 和 Preskill 引入的 GKP 态是连续变量逻辑量子比特，可纠正由相空间位移引起的错误。其实验实现具有挑战性，特别是使用传播场时，其中量子信息编码于电磁场的正交分量中。然而，行进光子在涉及量子信息远距离传输的众多 GKP 码应用中至关重要。我们提出一种利用单光子在传播场中编码 GKP 态的新方法，每个光子占据由传播方向给出的不同辅助模式。GKP 态定义为由集体连续模式（如时间与频率）描述的高度关联态。我们分析了错误检测与纠正协议如何随总光子数与谱宽缩放。我们表明所得码可纠正时频相空间中的位移——对应于正交相空间中的退相或旋转——以及光子损耗。最重要的是，我们表明产生双光子 GKP 态相对简单，且此类态当前已在若干可工程化频率与时间间隔双光子纠缠态的光子平台中被产生与操控。
引用
@article{arxiv.2310.12618,
title = {Gottesman-Kitaev-Preskill encoding in continuous modal variables of single photons},
author = {Éloi Descamps and Arne Keller and Pérola Milman},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.12618},
year = {2024}
}