利用受控位移将多量子比特态映射至谐振子

我们将量子比特与谐振子之间的受控位移相互作用扩展到多量子比特（量子比特）情形。我们定义了量子比特的离散正交分量，并展示了如何通过谐振子正交分量控制，在这些正交分量上位移量子比特态。利用这种相互作用，编码在量子比特中的态的周期性重复可以被确定性地映射到初始化为压缩态的谐振子上。基于这种受控位移相互作用，我们提出了一个完整电路，该电路将量子信息编码在量子比特正交分量态的叠加中，并依次将谐振子制备为相应的近似 Gottesman-Kitaev-Preskill (GKP) 态的叠加。我们发现此制备方案类似于相位估计，但增加了一个解纠缠门。我们的 GKP 态制备协议是高效的，其意义在于，这组量子比特只需通过两种时间无关的相互作用与谐振子耦合，并且所制备 GKP 态的压缩因子（以 dB 为单位）随所用量子比特数量线性增长。