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面向heralded和纯loss情形的Gottesman-Kitaev-Preskill码逻辑信道

量子物理 2025-11-12 v3

摘要

光子损耗是光学量子系统中噪声的主要来源。Gottesman-Kitaev-Preskill(GKP)玻色子码提供了显著的保护;然而,即使是低水平的损耗也会产生不可纠正的错误,必须由另一个串联码来处理。本文通过推导从纯loss作用在近似GKP量子比特上所产生的逻辑信道的解析表达式来 characterize 这些错误。不同于随机位移噪声,我们发现loss诱导的逻辑信道不是一种随机Pauli信道。我们还提供了针对“heralded loss”情形的逻辑信道解析表达式,即当散出信号模式的光被测量后——无论是通过光子数计数(即光子减去)还是通过全息检测。这为有意识地诱导非Pauli信道(例如用于制造magic state)提供了路径。

关键词

引用

@article{arxiv.2504.13497,
  title  = {Logical channel for heralded and pure loss with the Gottesman-Kitaev-Preskill code},
  author = {Tom B. Harris and Takaya Matsuura and Ben Q. Baragiola and Nicolas C. Menicucci},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2504.13497},
  year   = {2025}
}

备注

(v3) New results subsection for average channel fidelity, 20 pages, 7 figures; (v2) typos corrected, explained odd-numbered heralding result; (v1) 19 pages, 6 figures